Výpočet a výber odporu pre LED. Výpočet rezistora pre LED, vzorce a kalkulačku

Jedna LED dióda

Sériové pripojenie LED diód

Paralelné zapojenie LED diód

Výpočet odporu pre LED.

Typ pripojenia:
Napájacie napätie:	Volt
Dopredné napätie LED:	Volt
Prúd cez LED:	miliampér
Počet LED diód:	PC.
Výsledky:
Presná hodnota odporu:	Ohm
Štandardná hodnota odporu:	Ohm
Minimálny výkon odporu:	Watt
Celková spotreba energie:	Watt

LED diódy. Typy, typy LED diód. Pripojenie a fakturácia..

Takto vyzerá LED v reálnom živote:

A tak je to znázornené na diagrame:

Na čo slúži LED?

LED diódy vyžarujú svetlo, keď nimi prechádza elektrický prúd.

Boli vynájdené v 70. rokoch minulého storočia, aby nahradili žiarovky, ktoré často vyhoreli a spotrebovali veľa energie.
Spojenie a spájkovanie

LED musia byť zapojené správnym spôsobom s ohľadom na ich polaritu + pre anódu a k pre katódu Katóda má krátky prívod, kratšiu nohu. Ak vidíte vnútro LED vo vnútri, katóda má väčšiu elektródu (ale toto nie je oficiálna metóda).

LED diódy sa môžu poškodiť teplom pri spájkovaní, ale pri rýchlom spájkovaní je riziko nízke. Pri spájkovaní väčšiny LED diód nie sú potrebné žiadne špeciálne opatrenia, ale môže byť užitočné chytiť nohu LED pomocou pinzety, aby sa rozptýlilo teplo.

LED test

Nikdy nepripájajte LED priamo k batérii alebo zdroju napájania!
LED dióda vyhorí takmer okamžite, pretože príliš veľa prúdu ju vypáli. LED diódy by mali mať obmedzovací odpor. Pre rýchly test je odpor 1kΩ vhodný pre väčšinu LED diód, pokiaľ je napätie 12V alebo menej. Nezabudnite správne zapojiť LED diódy, dbajte na polaritu!

LED farby

LED diódy sa dodávajú takmer vo všetkých farbách: červená, oranžová, žltá, žltá, zelená, modrá a biela. Modrá a biela LED je o niečo drahšia ako iné farby.
Farba LED diód je určená typom polovodičového materiálu, z ktorého sú vyrobené, nie farbou plastu v ich puzdre. LED diódy akejkoľvek farby sa dodávajú v bezfarebnom puzdre, v takom prípade je možné farbu rozpoznať iba zapnutím ...

Viacfarebné LED diódy

Viacfarebná LED je usporiadaná jednoducho, spravidla je červená a zelená kombinovaná do jedného krytu s tromi nohami. Zmenou jasu alebo počtu impulzov na každom z kryštálov môžete dosiahnuť rôzne farby žiary.

Výpočet rezistora LED

LED musí mať vo svojom obvode sériový odpor, aby obmedzil prúd cez LED, inak sa takmer okamžite spáli...
Rezistor R je určený vzorcom:

R= (V S – V L ) / I

V S = napájacie napätie
V L = dopredné napätie vypočítané pre každý typ diódy (zvyčajne 2 až 4 volty)
ja = prúd LED (napr. 20 mA), mal by byť menší ako maximálny povolený pre vašu diódu.

Ak sa veľkosť odporu nedá presne zvoliť, zoberte väčší odpor. V skutočnosti si rozdiel takmer nevšimnete ... jas žiary sa dosť zníži.

Napríklad: Ak je napájacie napätie V S = 9 V a je tam červená LED (V = 2 V), ktorá vyžaduje I = 20 mA = 0,020 A,
R = (- 9 V) / 0,02 A = 350 ohmov. V tomto prípade si môžete vybrať 390 ohmov (najbližšia štandardná hodnota, ktorá je väčšia).
Výpočet rezistora LED pomocou Ohmovho zákona

Ohmov zákon uvádza, že odpor rezistora R=V/I Kde:
V= napätie na rezistore (v tomto prípade V = S - V L)
ja= prúd cez odpor
Takže R= (V S – V L ) / I
Sériové pripojenie LED diód.

Ak chcete pripojiť niekoľko LED diód naraz, môžete to urobiť sériovo. To znižuje spotrebu energie a umožňuje pripojiť veľké množstvo diód súčasne, napríklad ako nejaký druh girlandy. Všetky LED, ktoré sú zapojené do série, musia byť rovnakého typu. Napájací zdroj musí mať dostatočný výkon a poskytovať zodpovedajúce napätie.

Príklad výpočtu:

Červené, žlté a zelené diódy - pri sériovom zapojení je potrebné napájacie napätie minimálne 8V, takže takmer ideálnym zdrojom bude 9-voltová batéria.

V L \u003d 2V + 2V + 2V \u003d 6V (tri diódy, ich napätia sú sčítané).

Ak je napájacie napätie V S 9V a prúd diódy = 0,015A,
Rezistor R = (V S – V L ) / I\u003d (9 - 6) / 0,015 \u003d 200 ohmov
Vezmeme odpor 220 ohmov (najbližšia štandardná hodnota, ktorá je väčšia).

Vyhnite sa paralelnému zapojeniu LED!

Zapojenie viacerých LED diód paralelne s jedným odporom nie je dobrý nápad...

LED diódy majú spravidla rôzne parametre, vyžadujú mierne odlišné napätie, čo spôsobuje, že takéto pripojenie je prakticky nefunkčné. Jedna z diód bude svietiť jasnejšie a odoberať viac prúdu, kým nezlyhá. Takéto spojenie výrazne urýchľuje prirodzenú degradáciu LED kryštálu. Ak sú LED diódy zapojené paralelne, každá LED musí mať svoj vlastný obmedzovací odpor.

Blikajúce LED diódy

Blikajúce LED diódy vyzerajú ako bežné LED diódy, môžu samy blikať, pretože obsahujú integrovaný integrovaný obvod. LED dióda bliká pri nízkych frekvenciách, zvyčajne 2-3 bliknutia za sekundu. Takéto drobnosti sa vyrábajú pre autoalarmy, rôzne indikátory alebo detské hračky.

LED osvetlenie a indikácia je vďaka tomuto polovodičovému zariadeniu považovaná za jednu z najspoľahlivejších. Pri organizovaní osvetlenia produkujú LED svietidlá kvalitný svetelný tok, pričom ide o ekologické svetelné zdroje, ktoré nevyžadujú likvidáciu a nespotrebúvajú veľa elektriny. LED dióda funguje iba pri konštantnom napätí a prechádza prúdom iba jedným smerom, ako bežná dióda.

Dióda vyžarujúca svetlo je zariadenie s určitým, jasne regulovaným, tečúcim prúdom, maximálnym aj minimálnym. Ak prekročíte maximálny povolený jednosmerný prúd alebo napätie, ktoré ho dodáva, určite zlyhá, jednoducho povedané „vyhorí“. Údaje LED nájdete:

1. V príručke alebo technickej literatúre;
2. Na internetových stránkach;
3. Pri nákupe od asistenta predaja.

Bez znalosti prevádzkového napätia a maximálneho dopredného prúdu je dosť problematické zvoliť odpor odporu na obmedzenie prúdu. Pokiaľ nemá autotransformátor, alebo premenlivý odpor. V tomto prípade je možné spáliť niekoľko takýchto polovodičových prvkov. Táto metóda je viac teoretická ako praktická a možno ju použiť len v núdzových situáciách. Rezistor je pasívny prvok používaný v elektrických obvodoch, má určitú hodnotu odporu. K dispozícii je variabilný, s nastavovacím gombíkom alebo pevný odpor. Rezistor sa vyznačuje pojmom výkonu, ktorý by sa mal brať do úvahy aj pri jeho výpočte v elektrických obvodoch.

Každá LED má teda prevádzkové napätie a jednosmerný prúd, ktorý ju prechádza a osvetľuje. Ak je U napájacieho zdroja povedzme 1,5 voltu a podľa pasu musí byť dióda pripojená práve k takémuto napätiu, potom nie je potrebný obmedzovací odpor. Alebo je možné zapojiť tri LED diódy s prevádzkovým napätím 0,5 V do série so zdrojom. Okrem toho musia byť všetky tieto polovodičové prvky rovnakého typu a značky. Táto situácia je však extrémne zriedkavá a často je napájací zdroj oveľa väčší ako prevádzkové napätie jednej LED.

Ako vypočítať odpor pre LED diódy, ktoré nielen obmedzujú prúd v obvode, ale vytvárajú aj pokles napätia. Rezistor obmedzujúci prúd pre LED sa vypočíta na základe známeho Ohmovho zákona I \u003d U / R. Odtiaľ je možné priradiť hodnotu odporu R=U/I. Kde U je napätie, I je množstvo jednosmerného prúdu.

Tu je najjednoduchšia schéma zapojenia pre jednu LED.

Intenzita prúdu v sériovom pripojení bude rovnaká a napájacie napätie LED musí mať určitú hodnotu, často je oveľa nižšie ako napätie napájajúce celý obvod. Preto musí rezistor zhasnúť časť napätia tak, aby privedené na LED už malo určitú hodnotu označenú v pase ako prevádzkové napätie. To znamená, že I (prúd) v obvode je známy a bude sa rovnať I spotrebovanému diódou a U poklesu odporu sa bude rovnať rozdielu medzi U napájacieho zdroja a U LED. Keď poznáte U na rezistore a I, ktoré ním prechádza, podľa toho istého Ohmovho zákona môžete nájsť jeho odpor. Za týmto účelom vydeľte pokles napätia na odpore prúdom pretekajúcim obvodom.

Po výpočte odporu LED musí stále zodpovedať výkonu, pretože toto U na ňom musí byť vynásobené známym I celého obvodu. Prúd v ktorejkoľvek časti obvodu bude rovnaký a preto maximálny prúd prechádzajúci cez LED neprekročí prúd prechádzajúci cez obmedzovací odpor. V tomto prípade sa odporúča zvoliť odpor s mierne vyššou hodnotou ako s menšou, to platí pre odpor aj jeho výkon. Keď poznáte Ohmov zákon, môžete tiež vypočítať odpor pomocou R LED.

Ak neexistuje vhodný odpor s požadovaným odporom, možno ho získať zapojením niekoľkých týchto prvkov do série alebo paralelne. V tomto prípade pre sériové pripojenie bude celkový odpor všetkých odporov rovný súčtu všetkých odporov zahrnutých v tomto obvode.

A paralelne sa počíta podľa tohto vzorca

Treba poznamenať, že toto všetko sa vypočíta na základe napájacieho napätia, pretože s jeho nárastom sa zvýši aj sila prúdu v celom obvode. Takže zdroj musí produkovať nielen kvalitné usmernené, ale aj stabilizované napätie.

Posunutie LED s rezistorom

Stojí za to diskutovať o takomto spojení LED a rezistora, keď sú dva alebo viac prvkov vyžarujúcich svetlo zapojené do série. Aj pri rovnakom označení a type sa môžu charakteristiky každej LED mierne líšiť. Ak cez ňu preteká I, tak má svoje vnútorné R. Navyše v režime, kedy to ventil (dióda) vedie, a nevedie, sa vnútorný odpor bude výrazne líšiť. To znamená, že keď sa ventil opäť zapne v tomto režime, odpor sa bude výrazne líšiť. V súlade s tým sa spätné napätie bude tiež značne líšiť, čo môže viesť k vyhoreniu (zlomu).

Aby sa predišlo takýmto situáciám, odporúča sa shuntovať LED pomocou nízkoenergetického odporu s veľkým R niekoľko stoviek ohmov. Takéto zapojenie zabezpečí vyrovnanie spätného napätia na polovodičových zariadeniach zapojených v jednom obvode, ktoré produkujú svetelný tok.

Video s výpočtom LED

(svetelná dióda) - vyžaruje svetlo v momente, keď ňou preteká elektrický prúd. Najjednoduchší obvod na napájanie LED pozostáva z napájacieho zdroja, LED a rezistora v sérii s ním.

Toto sa často nazýva predradník alebo odpor obmedzujúci prúd. Vynára sa otázka: "Prečo LED potrebuje odpor?". Rezistor obmedzujúci prúd je potrebný na obmedzenie prúdu pretekajúceho cez LED, aby sa chránil pred vyhorením. Ak sa napätie napájacieho zdroja rovná poklesu napätia na LED, potom takýto odpor nie je potrebný.

Výpočet odporu pre LED

Odpor balastného odporu sa dá ľahko vypočítať pomocou Ohmovho zákona a Kirchhoffových pravidiel. Na výpočet požadovaného odporu rezistora musíme odpočítať menovité napätie LED od napájacieho napätia a potom tento rozdiel vydeliť prevádzkovým prúdom LED:

• V je napájacie napätie
• V LED - pokles napätia LED
• I - prevádzkový prúd LED

Nižšie je uvedená tabuľka závislosti prevádzkového napätia LED od jej farby:

Hoci je tento jednoduchý obvod široko používaný v spotrebnej elektronike, stále nie je veľmi efektívny, pretože prebytočný výkon z napájacieho zdroja sa rozptýli ako teplo v predradnom odpore. Preto sa často používajú zložitejšie schémy (), ktoré sú efektívnejšie.

Použime príklad na výpočet odporu rezistora pre LED.

Máme:

• napájanie: 12 voltov
• Napätie LED: 2 volty
• Prevádzkový prúd LED: 30mA

Vypočítajte odpor obmedzujúci prúd pomocou vzorca:

Ukazuje sa, že náš odpor by mal mať odpor 333 ohmov. Ak nie je možné vybrať presnú hodnotu, potom je potrebné vziať najbližší väčší odpor. V našom prípade to bude 360 ​​ohmov (riadok E24).

Sériové pripojenie LED diód

Často je niekoľko LED zapojených do série k rovnakému zdroju napätia. Keď sú identické LED zapojené do série, ich celková spotreba prúdu sa rovná prevádzkovému prúdu jednej LED a celkové napätie sa rovná súčtu poklesových napätí všetkých LED v obvode.

Preto nám v tomto prípade stačí použiť jeden rezistor na celý sériový reťazec LED.

Príklad výpočtu odporu rezistora v sériovom zapojení.

V tomto príklade sú dve LED zapojené do série. Jedna červená LED pri 2V a jedna UV LED pri 4,5V. Povedzme, že obe majú nominálny prúd 30 mA.

Z Kirchhoffovho pravidla vyplýva, že súčet úbytkov napätia v celom obvode sa rovná napätiu napájacieho zdroja. Preto sa napätie na rezistore musí rovnať napätiu napájacieho zdroja mínus súčet poklesu napätia na LED.

Pomocou Ohmovho zákona vypočítame hodnotu odporu obmedzovacieho odporu:

Rezistor musí mať hodnotu aspoň 183,3 ohmov.

Všimnite si, že po odpočítaní úbytku napätia nám zostáva ešte 5,5 voltov. To umožňuje pripojiť ďalšiu LED (samozrejme po prepočítaní odporu rezistora)

Paralelné zapojenie LED diód

LED diódy môžete pripojiť aj paralelne, ale to spôsobuje väčšie problémy ako pri sériovom zapojení.

Obmedzenie prúdu LED zapojených paralelne s jedným spoločným odporom nie je dobrý nápad, pretože v tomto prípade musia mať všetky LED presne rovnaké prevádzkové napätie. Ak má ktorákoľvek LED nižšie napätie, potom ňou pretečie väčší prúd, čo ju následne môže poškodiť.

A aj keď majú všetky LED diódy rovnakú špecifikáciu, môžu mať odlišné voltampérové ​​charakteristiky v dôsledku rozdielov vo výrobnom procese. To tiež spôsobí, že cez každú LED preteká iný prúd. Aby sa minimalizoval rozdiel v prúde, LED diódy zapojené paralelne majú zvyčajne predradný odpor pre každý reťazec.

Online kalkulačka LED rezistorov

Táto online kalkulačka vám pomôže nájsť správnu hodnotu odporu pre LED pripojenú takto:

poznámka: desiaty oddeľovač je bodka, nie čiarka

Vzorec na výpočet odporu odporovej online kalkulačky

Odpor odporu= (U– U F)/ ja F

• U- Zdroj;
• U F- predné napätie LED;
• ja F je prúd LED (v miliampéroch).

Poznámka: Je príliš ťažké nájsť odpor s odporom, ktorý bol získaný počas výpočtu. Rezistory sa spravidla vyrábajú v štandardných hodnotách (nominálny rozsah). Ak nemôžete nájsť požadovaný odpor, vyberte najbližšiu vyššiu hodnotu odporu, ktorú ste vypočítali.

Na určenie správnej hodnoty odporu obmedzujúceho prúd pre jednu alebo viac LED diód potrebujete nasledujúce údaje:

Napájacie napätie;
- jednosmerné napätie LED a prúd, na ktorý je určená;
- počet a schéma zapojenia LED diód.

Pri absencii referenčných údajov je možné dopredné napätie LED určiť celkom presne podľa farby jej žiary pomocou tabuľky:

Väčšina týchto moderných polovodičových zariadení má menovitý prúd 20 mA, existujú však diódy určené pre vyššie prúdy (150 mA alebo viac). Preto na presné určenie menovitého prúdu budú potrebné technické údaje značky diódy.

Pri úplnej absencii údajov o značke a technických charakteristikách LED odporúčame odobrať 10 mA ako nominálny prúd a 1,5-2 V dopredné napätie.

Potrebný počet zhášacích odporov závisí od výberu schémy zapojenia polovodičového zariadenia. Takže, keď sú zapojené do série, stačí jedna: vo všetkých bodoch sú hodnoty pretekajúceho prúdu rovnaké.

Keď sú diódy zapojené paralelne, použitie jedného spoločného zhášacieho odporu je neprijateľné. Vzhľadom na to, že neexistujú žiadne LED diódy, ktoré by boli úplne identické vo svojich charakteristikách; s určitým rozptylom odporu a teda spotrebovaných prúdov, prvok s nižším odporom spotrebuje viac prúdu, čo môže spôsobiť jeho predčasné zlyhanie.

Ak teda jedna z niekoľkých paralelne zapojených LED vyhorí, zvyšok v dôsledku odporu odporu navrhnutého pre určitý počet diód dostane zvýšené napätie, na ktoré nie sú určené, čo zase spôsobí aby zlyhali.

Preto sa pri paralelnom pripájaní LED diód odporúča poskytnúť pre každý prvok samostatný odpor. V navrhovanej kalkulačke je toto odporúčanie zohľadnené.

Výpočet sa vykonáva podľa vzorca:

R = Uhasenie/ILED;
Uquenching = Upower - ULED.

Dôležité! Dbajte na správnu polaritu pripojení LED. Na plus zdroja je pripojená anóda (dlhší prívod), na mínus katóda (na jej boku je charakteristický výrez na žiarovke diódy).

LED je zariadenie, ktoré vyžaruje svetlo, keď ním prechádza prúd.

V závislosti od typu materiálu použitého na výrobu zariadenia môžu LED diódy vyžarovať svetlo rôznych farieb. Tieto miniatúrne, spoľahlivé, ekonomické zariadenia sa používajú v strojárstve, osvetľovaní a reklame.

LED má rovnakú charakteristiku prúdového napätia ako bežná polovodičová dióda. Súčasne s nárastom dopredného napätia na LED sa prúd prechádzajúci cez ňu prudko zvyšuje.

Napríklad pre zelenú LED typu WP710A10LGD od Kingbright, keď sa privedené napätie v priepustnom smere zmení z 1,9 V na 2 V, prúd sa zmení o faktor 5 a dosiahne 10 mA. Preto, keď je LED priamo pripojená k zdroju napätia, s malou zmenou napätia sa prúd LED môže zvýšiť na veľmi veľkú hodnotu, čo povedie k spáleniu p-n prechodu a LED.

vykonávané pomocou písmen a číslic, pomocou ktorých môžete určiť kvalitatívne charakteristiky zariadení.

Preto, keď sú LED diódy zapojené paralelne, každé zariadenie je zvyčajne zapojené do série s vlastným obmedzovacím odporom. Výpočet odporu a výkonu takéhoto odporu sa nelíši od predtým uvažovaného prípadu.

Pri zapínaní LED v sérii je potrebné zapnúť zariadenia rovnakého typu. Okrem toho je potrebné vziať do úvahy, že napätie zdroja nesmie byť menšie ako celkové prevádzkové napätie celej skupiny LED.
Výpočet odporu obmedzujúceho prúd pre LED v sérii sa považuje za rovnaký ako predtým. Výnimkou je, že pri výpočte sa namiesto hodnoty Usv použije hodnota Usv*N. V tomto prípade je N počet zapnutých zariadení.

Závery:

1. LED diódy sú rozšírené zariadenia používané v technológii osvetlenia a reklamy.
2. Obmedzovacie odpory sa často používajú na zabránenie zlyhania LED diód kvôli ich citlivosti na zmeny napätia.
3. Výpočet hodnoty odporu obmedzovacieho odporu sa vykonáva na základe Ohmovho zákona.

Výpočet odporu pre pripojenie LED na videu