Сколько нужно вольт для светодиода: Как понять, на сколько вольт рассчитан светодиод | Энергофиксик

Как понять, на сколько вольт рассчитан светодиод | Энергофиксик

Конечно, мы все прекрасно знаем, что главным параметром всех светодиодов является номинальный ток. Но кроме этого, так же очень важно знать, на какое напряжение рассчитан светодиод.

Хочу сразу сказать, что под аббревиатурой напряжение светодиода подразумевается разница потенциалов на p – n переходе в открытом состоянии. Этот параметр имеет справочный характер и его можно посмотреть в технической документации, где также указаны и другие параметры светодиодов.

Но зачастую у нас нет под рукой документов на светодиод, который мы нашли у себя в запасах. А вот как узнать падение напряжения в этом случае мы и поговорим в статье.

Определяем падение напряжения теоретическим способом

Итак, у вас есть светодиод, но при этом нет на него документов. Цвет, которым светится светодиод, может вам о многом рассказать, как сам корпус, форма и размеры полупроводникового прибора.

Если у светодиода корпус из прозрачного компаунда, то каким цветом он светится без его подключения загадка. Чтобы определить, а заодно и проверить исправность светодиода, нам потребуется мультиметр.

Переводим переключатель в положение прозвонка и щупами касаемся поочередно выводов диода. При этом у рабочего светодиода в прямом смещении вы увидите, что он слегка засветится.

Таким нехитрым способом вы определили цвет и исправность самого светодиода.

Почему именно важен цвет свечения? Да все просто. Светодиоды разных цветов изготавливаются из различных полупроводниковых компонентов. Именно химия полупроводника во многом определяет, какое падение напряжения будет на P-N переходе.

Но так как во время производства применяется множество химических элементов, то лишь по цвету можно определить только приблизительно на какое напряжение рассчитан тот или иной светодиод.

Если вы знаете какого цвета ваш светодиод, то вполне можно найти в интернете техническую документацию на светодиоды похожей конструкции, но обязательно одного цвета. И уже в ней посмотреть примерно какое напряжение на вашем светодиоде.

Теоретические изыскания вам смогут дать лишь приблизительные данные, но практический опыт позволит определить реальное напряжение светодиода.

Практическое определение напряжения светодиода

Для того, чтобы на практике определить напряжение кроме самого светодиода понадобится еще резистор на сопротивление 580 Ом (можно больше), регулируемый блок питания, например как у меня.

Собираем все наши детали вот по этой схеме:

Тут все очень просто: через резистор мы ограничиваем ток, а мультиметром мы контролируем прямое падение напряжения на светодиоде.

И проверка выглядит следующим образом: от регулируемого источника питания плавно (с нуля) начинаем подавать напряжение. Как только его величина подберется к порогу срабатывания, светодиод засветится.

При дальнейшем повышении напряжения яркость свечения достигнет своего номинала и показания мультиметра (в режиме вольтметра) перестанут расти. Это будет указывать на то, что p – n переход полностью открыт и дальнейшее увеличение напряжения на блоке питания будет прикладываться исключительно к резистору.

Вот эти показания на мультиметре и будут указывать на номинальное прямое напряжение светодиода.

Примечание. Если вы увидели, что на мультиметре установилось напряжение в 1,9 Вольта, но при этом светодиод не светится, то вероятнее всего перед вами инфракрасный светодиод. Чтобы убедиться в этом, возьмите телефон, включите камеру и посмотрите на тестируемый светодиод через нее. Если увидите, что в камере он светится ярко, то значит, вы тестируете именно инфракрасный светодиод.

Заключение

Вот такими нехитрыми способами можно найти напряжение светодиода. Если понравилась статья, то оцените ее лайком. Спасибо за ваше внимание!

Как определить на сколько вольт светодиод

Существует несколько методов как определить на сколько вольт светодиод. Один из них – довольно простой и не всегда срабатывает. Другой же – требует дополнительно аппаратуры и небольших познаний в электронике. В любом случае, они пользуются популярностью среди обладателей светодиодных лент, фонариков и других приспособлений.

Какими бывают светодиоды

Светодиод имеет массу обозначений (СД, СИД и LED). В основе такого устройства лежит небольшой полупроводниковый кристалл. Когда через него проходит электроток – происходит выброс фотонов, что приводит к свечению. Номинальное напряжение внутри такой конструкции позволяет определить, какой напряжение способен выдержать диод и какое необходимо для его нормальной работы. Используя эти значения, можно узнать на сколько вольт светодиоды в фонарике и в лампе.
Из неорганических полупроводниковых веществ создаются красные и желтые, зеленые и синие – на основе индия-галлия и нитрада. Различаются по сфере применения: для индикации и освещения. Вторые мощные и считаются отдельным осветительным прибором. Первые же используются в различных устройствах удаленного доступа: пульты, мобильные телефоны и другие.
Для освещения зачастую используются диоды, светящиеся белый светом. В зависимости от их мощности, подсветка может быть яркой или тусклой. Используются для домов и квартир, торговых центров и общественных заведений. По цвету их делят на: холодный, теплый и нейтральный оттенок. Классифицируются дополнительно по способу монтажа.
Светодиоды обладают различными параметрами мощности и напряжения. От этого зависит качество освещение, использование дополнительных блоков питания. Если неверно подобрать источник энергии – это может привести к малому эксплуатационному сроку полупроводников и быстрой поломке. Несколько указанных способов помогут определить напряжение в светодоиодах.

Первый метод: узнать теоретическим способом на сколько вольт рассчитан светодиод

Внешние признаки – отличная возможность, как узнать на сколько вольт бывают светодиоды. В этом случае Вам поможет цвет свечения, форма и размеры полупроводникового прибора. Примеси различных химических элементов дают определенное свечение: начиная от красного и заканчивая желтым. Также существуют прозрачные модели, в которых определить параметры вольтажа можно только с мультиметром. Для того, чтобы узнать нужный параметр, нужно выполнить такие действия:
— Тестер нужно выставить на «Проверка обрыва»;
— Используйте щупы, чтобы прикоснуться к выходу светодиода;
— Несильное свечение кристалла поможет понять напряжение, которое есть в диоде
Окрашены они в разный цвет не случайно – при помощи внешних значений, можно определить примерное значение тока. Утверждать, что эти значения абсолютно верны – не стоит. Цвета стандартизированы и используются в условиях производства, вне зависимости от марки и производителя. Например, красный обладает напряжение до 2 В, а зеленый до четырех. Благодаря подобным обозначениям, можно не только узнать сколько вольт он потребляет, но и сколько вольт выдержит светодиод.
На некоторых моделях Вы сможете рассмотреть количество кристаллов, влияющих на тип самого полупроводникового устройства. В корпусе СМД расположено несколько полупрозрачных кристаллов, соединяясь – они выдают определенный свет. Часто используются в лампах на 220 В.
Последним, теоретическим способом сколько вольт потребляет светодиод, является программное обеспечение. Вы можете воспользоваться программами, которые содержат в себе целую базу данных. Введя уже известные параметры и цвет, Вы получите приблизительные данные. Далеко не всегда они верны, поэтому от теории переходим к практике.

Второй метод: практический

Это самый точный, но трудоемкий способ, как узнать на сколько вольт бывают светодиоды. Проведя тестирование, Вы сможете узнать параметры падения напряжения и значение силы тока. Воспользовавшись полученными данными, можно долгое время использовать полупроводник и подобрать для него нужное напряжение.
Для тестирования Вам понадобится:
— Вольтметр;
— Мультиметр;
— Двенадцати ватный блок питания;
— Резистор от 510 Ом
Принцип действия такой же, как и ранее – необходимо узнать номинальный ток. Соберите небольшую схему с резистором и вольтметром. Напряжение увеличивают до того момента, пока кристалл не загорится достаточно ярким светом. При достижении порогового значения – показания спадают и перестают расти. После этого необходимо снимать показания электрода.
В некоторых случаях свечения может не быть, например, до 2 В. Обнаружить инфракрасный диод можно: излучатель направляется на включенную камеру мобильного телефона. На экране может возникнуть белое пятно, которое и будет инфракрасным диодом.
Схему можно собрать и из подручных средств: вместо блока питания взять обыкновенную батарейку на 9 Вольт, вместо источников питания – стабилизатор сетевого напряжения. Подобная схема может не выдать номинального значения, но вполне способна показать достаточно примерные. Если характеристики неизвестны, нужно сразу же рассчитать значения светодиода, чтобы предупредить его выход из строя.

На сколько вольт бывают светодиоды. Светодиоды. Схема, описание

Содержание:

В современных осветительных приборах широко применяются наиболее прогрессивные источники света, известные как светодиоды. Они входят в состав сигнальных, индикаторных и других устройств. Однако, несмотря на множество положительных качеств, светодиоды все-таки периодически выходят из строя и тогда нередко возникает проблема, как проверить светодиод мультиметром.

Почему светодиоды выходят из строя

Продолжительная и корректная работа светодиода в идеальных условиях обеспечивается строго нормированным током, показатели которого ни в коем случае не должны превышать номинал самого элемента. Обеспечить эти параметры можно лишь с помощью диодов и собственного напряжения, известного как драйвер. Однако данные стабилизирующие устройства применяются совместно с лампами повышенной мощности.

Большинство маломощных светодиодных ламп, не имеют драйвера в цепочке подключения. Для ограничения тока используется обычный резистор, выполняющий функции стабилизатора. На практике эта функция выполняется далеко не в полном объеме, что и является основной причиной перегораний и поломок светодиодов. Защита резистором обеспечивается лишь в идеальных условиях, при корректных номинального тока и стабильном питающем напряжении. Однако на самом деле эти условия соблюдаются не полностью или не соблюдаются вовсе.

Таким образом, перегорание светодиодов происходит из-за низкого предела обратного напряжения, характерного для всех элементов данного типа. Достаточно любого электростатического разряда или неправильного подключения, чтобы светодиодный источник света вышел из строя. После этого остается лишь проверить его работоспособность и при необходимости заменить. Рекомендуется проверять светодиоды еще до их монтажа на печатную плату. Это связано с тем, что определенная доля изделий оказывается изначально бракованной по вине производителя.

Использование мультиметра для проверки светодиодов

Все мультиметры относятся к категории универсальных измерительных приборов. С помощью мультиметра можно выполнить измерения основных параметров у любых электронных изделий. Для того чтобы проверить работоспособность светодиода, необходим мультиметр с режимом прозвонки, который как раз и используется для проверки диодов.

Перед началом проверки переключатель мультиметра устанавливается в режим прозвонки, а контакты прибора соединяются со щупами тестера. Данный способ проверки позволяет заодно решить вопрос, как проверить мощность светодиода мультиметром, на основе полученных данных, вычислить этот параметр будет уже несложно.

Подключение мультиметра должно выполняться с учетом полярности светодиода. Анод элемента соединяется с красным щупом, а катод — с черным. Если же полярность электродов неизвестна, не стоит бояться каких-либо последствий в результате путаницы. В случае неправильного подключения, начальные показатели мультиметра останутся без изменений. Если же полярность соблюдается как положено, то светодиод должен начать светиться.

Существует одна особенность, которую следует учитывать при проверке. в режиме прозвонки имеет достаточно низкое значение и диод на него может не отреагировать. Поэтому для того чтобы хорошо разглядеть свечение, рекомендуется уменьшить внешний свет. Если же это невозможно сделать, следует пользоваться показаниями измерительного прибора. При нормальной работоспособности светодиода, значение, отображенное на дисплее мультиметра, будет отличаться от единицы.

Существует еще один вариант проверки с помощью тестера. Для этого на панели управления имеется блок PNP с помощью которого проверяются диоды. Его мощность обеспечивает свечение элемента, достаточное для того, чтобы определить его работоспособность. Анод включается в разъем эмиттера (Е), а катод — в разъем колодки или коллектора (С). При включении измерительного прибора светодиод должен гореть независимо от того, в каком режиме установлен регулятор.

Основным неудобством этого способа является необходимость выпаивания элементов. Для решения проблемы, как проверить светодиод мультиметром не выпаивая, для щупов потребуются специальные переходники. Обычные щупы не войдут в разъемы колодки PNP, поэтому к проводкам припаиваются более тонкие детали, изготовленные из канцелярских скрепок. Между ними в качестве изоляции устанавливается небольшая текстолитовая прокладка, после чего вся конструкция заматывается изолентой. В результате, получился переходник, к которому можно подключать щупы.

После этого щупы подключаются к электродам светодиода, без выпаивания его из общей схемы. При отсутствии мультиметра, проверку можно выполнить по такой же схеме с помощью батареек. Используется тот же переходник, только его проводки соединяются не со щупами, а с выходами батареек при помощи небольших зажимов-крокодильчиков. Потребуется один источник питания на 3 вольта или два источника на 1,5 вольта.

Если батарейки новые с полным зарядом, то проверять светодиоды желтого и красного цвета рекомендуется с помощью резистора. Его должно составлять 60-70 Ом, что вполне достаточно для ограничения тока. При выполнении проверки светодиодов белого, синего и зеленого цвета, токоограничивающий резистор можно не использовать. Кроме того, резистор не требуется, когда батарейка сильно разряжена. Для выполнения своих прямых функций она уже не годится, а для проверки светодиодов ее будет вполне достаточно.

Разбирая на детали старые или нерабочие устройства часто можно найти светодиоды. Однако в большинстве случаем на них отсутствует какая-либо маркировка или другие опознавательные знаки. Поэтому определить их параметры по справочнику попросту невозможно. Отсюда возникает вполне естественный вопрос: как определить параметры светодиода?

Опытные электронщики таким вопросом практически не задаются, поскольку могут с достаточной точностью определить параметры такого полупроводникового прибора, ориентируясь лишь на его внешний вид и зная некоторые нюансы, присущие большинству светодиодов. Эти нюансы рассмотрим и мы.

Электрические параметры светодиодов

Первым делом заметим, что светодиод характеризуется тремя электрическими параметрами (световые характеристики мы рассматривать не будем):

1) падение напряжения, измеряемое в вольтах. Когда говорят 2-х вольтный или 3-х вольтный светодиод, то это имеется в виду данный параметр;

2) номинальный ток. Часто его значение приводится в справочниках в миллиамперах. 1 мА = 0,001 А;

3) мощность рассеяния – это мощность, которую способен рассеять (выделить в окружающую среду) полупроводниковый прибор не перегреваясь. Измеряется в ваттах. Значение данного параметра с высокой точностью можно определить самостоятельно, умножив ток на напряжение.

В большинстве случае достаточно знать два первых параметра, а то и вовсе только номинальный ток.

Условно я выделил два основных способа, с помощью которых можно с высокой долей вероятности узнать или определить указанные параметры. Первый способ – информационный. Это наиболее быстрый и простой способ. Одна он не всегда дает положительный результат. Второй способ, нам – электронщикам, более интересный. Я назвал его «электрический», так как ток и напряжение будут определяться с помощью мультиметра (тестера). Рассмотрим подробно оба варианта.

Как определить параметры светодиода по внешнему виду?

Самый легкий путь – это узнать характеристики светодиода по его внешнему виду. Для этого достаточно набрать в строке поисковой системы такую фразу: «купить светодиод». Далее из предоставленного списка следует выбрать наиболее крупный интернет магазин и найти соответствующий раздел каталога. После чего внимательно просмотреть все имеющиеся позиции и если вам улыбнется удача, то вы найдете то, что ищете. Как правило, в серьёзных интернет-магазинах, где продаются радиоэлектронные элементы, на каждую позицию имеется соответствующая документация, даташит или приводятся основные характеристики. Сопоставив по внешнему виду имеющийся светодиод с тем, что в каталоге, можно таким образом узнать его характеристики.

Следующим подходом пользуются более опытные электронщики. Однако в нем нет ничего сложного. Преимущественное большинство светодиодов разделяется на индикаторные и общего назначения. Индикаторные, как правило, менее ярко светят, чем остальные. Это и понятно, ведь для индикации очень яркий свет не нужен. Индикаторные светодиоды применяются для сигнализации работы различных электронных устройств. Например, при включении в розетку, они показывают, что устройство находится под напряжением. Они встречаются в чайниках, ноутбуках, выключателях, зарядных устройствах, компьютерах и т.п. Электрические параметры их вне зависимости от внешнего вида следующие: ток – 20 мА = 0,02 А; напряжение в среднем 2 В (от 1,8 В до 2,3 В).

Светодиоды общего назначения светят ярче предыдущих, поэтому могут использоваться в качестве осветительных приборов. Однако для индикации тоже пойдут, если снизить ток. Как ни странно, но преобладающее большинство и таких светодиодов имеют значение номинального тока потребления тоже 20 мА. А вот напряжение их может находиться в пределах от 1,8 до 3,6 В. В этом классе находятся и сверхяркие светодиоды. При том же токе напряжение у них, как правило выше – 3,0…3,6 В.

В целом светодиоды подобного типа имеют стандартный размерный ряд, основным параметром которого есть диаметр круга линзы или ширина и толщина стороны, если линза прямоугольной формы.

Диаметр линзы, мм: 3; 4,8; 5; 8 и 10.

Стороны прямоугольника, мм: 3×2; 5×2.

Как определить параметры светодиода мультиметром?

Теперь, когда мы знаем, что номинальный ток многих светодиодов 20 мА, то достаточно просто определить их напряжение опытным путем. Для этого нам понадобится блок питания с регулировкой напряжения и мультиметр. Соединяем последовательно блок питания со светодиодом и мультиметром, предварительно установленным в режим измерения тока.

Блок питания изначально должен быть установлен на минимальное значение. Далее, изменяя величину подводимого к светодиоду напряжения, устанавливаем по показанию мультиметра ток 20 мА. После этого фиксируем значение величины подводимого напряжения либо по штатному вольтметру блока питания либо с помощью мультиметра, установленного в режим измерения напряжения.

Для страховки светодиода лучше последовательно к нему подсоединить резистор ом на 300. Но в этому случае напряжение необходимо фиксировать непосредственно на нем.

Поскольку не у всех есть блок питания с регулировкой напряжения, то можно определять параметры и исправность маломощных светодиодов с помощью следующих элементов:

1. Крона (батарейка на 9 В).
2. Резистор ом на 200.
3. Переменный резистор, он же потенциометр на 1 кОм.
4. Мультиметр.

Испытуемый светодиод соединяем последовательно с постоянным резисторов, потом с переменным, далее с кроной и щупами мультиметра, установленного в режим измерения постоянного тока.

Очередность соединения всех элементов не имеет никакого значения, поскольку цепь последовательная, а это значит, что через все компоненты протекает один и тот же ток.

Изначально переменным резистором следует установить минимальное напряжение, а потом постепенно увеличивать до тех пор, пока ток не достигнет 20 мА. После этого выполняется измерение напряжения.

С помощью рассмотренного способа не получится определить параметры мощного светодиода вследствие протекания значительного тока через резисторы. В результате чего последние могут перегреться. Однако определить исправность его вполне возможно.

Светодиоды
, или светоизлучающие диоды (СИД, в английском варианте LED
— light emitting diode)- полупроводниковый прибор, излучающий некогерентный свет при пропускании через него электрического тока. Работа основана на физическом явлении возникновения светового излучения при прохождении электрического тока через p-n-переход. Цвет свечения (длина волны максимума спектра излучения) определяется типом используемых полупроводниковых материалов, образующих p-n-переход.

Достоинства

1. Светодиоды не имеют никаких стеклянных колб и нитей накаливания, что обеспечивает высокую механическую прочность и надежность(ударная и вибрационная устойчивость)
2. Отсутствие разогрева и высоких напряжений гарантирует высокий уровень электро- и пожаробезопасности
3. Безынерционность делает светодиоды незаменимыми, когда требуется высокое быстродействие
4. Миниатюрность
5. Долгий срок службы (долговечность)
6. Высокий КПД,
7. Относительно низкие напряжения питания и потребляемые токи, низкое энергопотребление
8. Большое количество различных цветов свечения, направленность излучения
9. Регулируемая интенсивность

Недостатки

1. относительно высокая стоимость. Отношение деньги/люмен для обычной лампы накаливания по сравнению со светодиодами составляет примерно 100 раз
2. малый световой поток от одного элемента
3. деградация параметров светодиодов со временем
4. повышенные требования к питающему источнику

Внешний вид и основные параметры

У светодиодов есть несколько основных параметров.

1. Тип корпуса
2. Типовой (рабочий) ток
3. Падение (рабочее) напряжения
4. Цвет свечения (длина волны, нм)
5. Угол рассеивания

В основном под типом корпуса понимают диаметр и цвет колбы (линзы). Как известно, светодиод — полупроводниковый прибор, который необходимо запитать током. Так ток, которым следует запитать тот или иной светодиод называется типовым. При этом на светодиоде падает определенное напряжение.
Цвет излучения определяется как используемыми полупроводниковыми материалами, так и легирующими примесями. Важнейшими элементами, используемыми в светодиодах, являются: Алюминий (Al), Галлий (Ga), Индий (In), Фосфор (P), вызывающие свечение в диапазоне от красного до желтого цвета. Индий (In), Галлий (Ga), Азот (N) используют для получения голубого и зеленого свечений. Кроме того, если к кристаллу, вызывающему голубое (синее) свечение, добавить люминофор, то получим белый цвет светодиода.
Угол излучения также определяется производственными характеристиками материалов, а также колбой (линзой) светодиода.

В настоящее время светодиоды нашли применение в самых различных областях: светодиодные фонари, автомобильная светотехника, рекламные вывески, светодиодные панели и индикаторы, бегущие строки и светофоры и т. д.

Схема включения и расчет необходимых параметров:

Так как светодиод является полупроводниковым прибором, то при включении в цепь необходимо соблюдать полярность. Светодиод имеет два вывода, один из которых катод («минус»), а другой — анод («плюс»).

Светодиод будет «гореть» только
при прямом включении, как показано на рисунке

При обратном включении светодиод «гореть» не будет. Более того, возможен выход из строя светодиода при малых допустимых значениях обратного напряжения.

Зависимости тока от напряжения при прямом (синяя кривая) и обратном (красная кривая) включениях показаны на следующем рисунке. Не трудно определить, что каждому значению напряжения соответствует своя величина тока, протекающего через диод. Чем выше напряжение, тем выше значение тока (и тем выше яркость). Для каждого светодиода существуют допустимые значения напряжения питания Umax и Umaxобр (соответственно для прямого и обратного включений). При подаче напряжений свыше этих значений наступает электрический пробой, в результате которого светодиод выходит из строя. Существует и минимальное значение напряжения питания Umin, при котором наблюдается свечение светодиода. Диапазон питающих напряжений между Umin и Umax называется
«рабочей» зоной, так как именно здесь обеспечивается работа светодиода.

\

1. Имеется один светодиод, как его подключить правильно в самом простом случае?

Что бы правильно подключить светодиод в самом простом случае необходимо подключить его через токоограничивающий резистор.

Имеется светодиод с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА. Необходимо подключить его к источнику с напряжением 5 вольт.

Расчитаем сопротивление токоограничивающего резистора

R = Uгасящее / Iсветодиода

Uгасящее = Uпитания – Uсветодиода

Uпитания = 5 В
Uсветодиода = 3 В

R =(5-3)/0.02= 100 Ом = 0.1 кОм

Тоесть надо взять резистор сопротивлением 100 Ом

2. Как подключить несколько светодиодов?

Несколько светодиодов подключаем последовательно или параллельно, расчитывая необходимые сопротивления.

Пример 1.

Имеются светодиоды с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА. Надо подключить 3 светодиода к источнику 15 вольт.

Производим расчет: 3 светодиода на 3 вольта = 9 вольт, тоесть 15 вольтового источника достаточно для последовательного включения светодиодов

Расчет аналогичен предыдущему примеру

R = Uгасящее / Iсветодиода

Uпитания = 15 В
Uсветодиода = 3 В
Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А
R = (15-3*3)/0.02 = 300 Ом = 0.3 кОм

Пример 2

Пусть имеются светодиоды с рабочим напряжением 3 вольта и рабочим током 20 мА. Надо подключить 4 светодиода к источнику 7 вольт

Производим расчет: 4 светодиода на 3 вольта = 12 вольт, значит нам не хватит напряжения для последовательного подключения светодиодов, поэтому будем подключать их последовательно-параллельно. Разделим их на две группы по 2 светодиода. Теперь надо сделать расчет токоограничивающих резисторов. Аналогично предыдущим пунктам делаем расчет токоограничительных резисторов для каждой ветви.

R = Uгасящее/Iсветодиода
Uгасящее = Uпитания – N * Uсветодиода
Uпитания = 7 В
Uсветодиода = 3 В
Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А
R = (7-2*3)/0.02 = 50 Ом = 0.05 кОм

Так как светодиоды в ветвях имеют одигаковые параметры, то сопротивления в ветвях одинаковые.

Пример 3

Если имеются светодиоды разных марок то комбинируем их таким образом что бы в каждой ветви были светодиоды только ОДНОГО типа (либо с одинаковым рабочим током). При этом необязательно соблюдать одинаковость напряжений, потому что мы для каждой ветви рассчитываем свое собственное сопротивление

Например имеются 5 разных светодиодов:
1ый красный напряжение 3 вольта 20 мА
2ой зеленый напряжение 2.5 вольта 20 мА
3ий синий напряжение 3 вольта 50 мА
4ый белый напряжение 2.7 вольта 50 мА
5ый желтый напряжение 3.5 вольта 30 мА

Так как разделяем светодиоды по группам по току
1) 1ый и 2ой
2) 3ий и 4ый
3) 5ый

рассчитываем для каждой ветви резисторы

R = Uгасящее/Iсветодиода
Uгасящее = Uпитания – (UсветодиодаY + UсветодиодаX + …)
Uпитания = 7 В
Uсветодиода1 = 3 В
Uсветодиода2 = 2. 5 В
Iсветодиода = 20 мА = 0.02 А
R1 = (7-(3+2.5))/0.02 = 75 Ом = 0.075 кОм

аналогично
R2 = 26 Ом
R3 = 117 Ом

Аналогично можно расположить любое количество светодиодов

Важное замечание!

При подсчете токоограничительного сопротивления получаются числовые значения которых нет в стандартном ряде сопротивлений,
поэтому подбираем резистор с сопротивлением немного большим чем рассчитали.

3. Что будет если имеется напряжение источник с напряжением 3 вольта (и меньше) и светодиод с рабочим напряжением 3 вольта?

Допустимо (НО НЕЖЕЛАТЕЛЬНО) включать светодиод в цепь без токоограничительного сопротивления. Минусы очевидны – яркость зависит от напряжения питания. Лучше использовать dc-dc конвертеры (преобразователи повышающие напряжение).

4. Можно ли включать несколько светодиодов с одинаковым рабочим напряжением 3 вольта параллельно друг другу к источнику 3 вольта (и менее)? В
«китайских» фонариках так ведь и сделано.

Опять, это допустимо в радиолюбительской практике. Минусы такого включения: так как светодиоды имеют определенный разброс по параметрам, то будет наблюдаться следующая картина, одни будут светится ярче, а другие тусклее, что не является эстетичным, что мы и наблюдаем в приведенных выше фонариках. Лучше использовать dc-dc конвертеры (преобразователи повышающие напряжение).

Важное замечание!

Представленные выше схемы не отличаются высокой точность рассчитанных параметров, это связано с тем что при протекании тока через светодиод происходит выделение тепла в нем, что приводит к разогреву p-n перехода, наличие токоограничивающего сопротивления снижает этот эффект, но установление баланса происходит при немного повышенном токе через светодиод. Поэтому целесообразно для обеспечения стабильности применять стабилизаторы тока, а не стабилизаторы напряжения. При применении стабилизаторов тока, можно подключать только одну
ветвь светодиодов.

Смотрите другие статьи
раздела
.

Питание светодиодов, блок питания для светодиодов

Постоянные читатели часто интересуются, как правильно сделать питание для светодиодов, чтобы срок службы был максимален. Особенно это актуально для led  неизвестного производства с плохими техническими характеристиками или завышенными.

По внешнему виду и параметрам  невозможно определить качество. Частенько приходится рассказывать как рассчитать блок питания для светодиодов, какой лучше купить или сделать своими руками. В основном рекомендую купить готовый, любая схема после сборки требует проверки и настройки.

Содержание

• 1. Основные типы
• 2. Как сделать расчёт
• 3. Калькулятор для расчёта
• 4. Подключение в автомобиле
• 5. Напряжения питания светодиодов
• 6. Подключение от 12В
• 7. Подключение от 1,5В
• 8. Как рассчитать драйвер
• 9. Низковольтное от 9В до 50В
• 10. Встроенный драйвер, хит 2016
• 11. Характеристики

Основные типы

Светодиод – это полупроводниковый электронный элемент, с низким внутренним сопротивлением. Если подать на него стабилизированное напряжение, например 3V, через него пойдёт большой ток, например 4 Ампера, вместо требуемого 1А. Мощность на нём составит 12W, у него сгорят тонкие проводники, которыми подключен кристалл. Проводники отлично видно на цветных и RGB диодах, потому что на них нет жёлтого люминофора.

Если блок питания для светодиодов  12V со стабилизированным напряжением, то для ограничения тока последовательно устанавливают резистор. Недостатком такого подключения будет более высокое потребление энергии, резистор тоже потребляет некоторую энергию. Для светодиодных аккумуляторных фонарей на 1,5В применять такую схему нерационально. Количество вольт на батарейке быстро снижается, соответственно будет падать яркость.  И без повышения минимум до 3В диод не заработает.

Этих недостатков  лишены специализированные светодиодные драйвера на ШИМ контроллерах. При изменениях напряжения  ток остаётся постоянным.

Как сделать расчёт

Чтобы рассчитать блок питания для светодиодов необходимо учитывать 2 основных параметра:

1. номинальная потребляемая мощность или желаемая;
2. напряжение падения.

Суммарное энергопотреблением подключаемой электрической цепи не должно превышать  мощности блока.

Падения напряжения зависит от того, какой свет излучает лед чип. Я рекомендую покупать фирменные LED, типа Bridgelux, разброс параметров у них минимальный. Они гарантированно держат заявленные характеристики и имеют запас по ним. Если покупаете на китайском базаре, типа Aliexpress, то не надейтесь на чудо, в 90% вас обманут и пришлют барахло с параметрами в 2-5 раз хуже. Это многократно проверяли мои коллеги, которые заказывали недорогие LED 5730 иногда по 10 раз. Получали они SMD5730 на 0,1W, вместо 0,5W. Это определяли по вольтамперной-характеристике.

Пример различной яркости кристаллов

К тому же у дешевых разброс параметров очень большой. Что бы  это определить в домашних условиях своими руками, подключите их последовательно 5-10 штук. Регулирую количество вольт, добейтесь чтобы они слегка светились. Вы увидите, что часть светит ярче, часть едва заметно. Поэтому некоторые в номинальном рабочем режиме будут греться сильнее, другие меньше. Мощность будет на них разная, поэтому самые нагруженные выйдут из строя раньше остальных.

Калькулятор для расчёта

Для удобства читателей опубликовал онлайн калькулятор для расчёта резистора для светодиодов при подключении к стабильному напряжению.

Калькулятор учитывает 4 параметра:

• количество вольт на выходе;
• снижение напряжения на одном LED;
• номинальный рабочий ток;
• количество LED в цепи.

Подключение в автомобиле

..

При заведенном двигателе бывает в среднем 13,5В — 14,5В, при заглушенном12В — 12,5В. Особые требования при включении в автомобильный прикуриватель или бортовую сеть. Кратковременные скачки могут быть до 30В. Если у вас используется токоограничивающее сопротивление, то сила тока возрастает прямо пропорционально повышению напряжению питания светодиодов. По этой причине лучше ставить стабилизатор на микросхеме.

Недостатком использования светодиодных драйверов в авто может быть появление помех на радио в УКВ диапазоне. ШИМ контроллер работает на высоких частотах и будет давать помехи на ваш радиоприёмник. Можно попробовать заменить на другой или линейный типа стабилизатор тока LM317 для светодиодов. Иногда помогает экранирование металлом и размещение подальше от головного устройства авто.

Напряжения питания светодиодов

Из таблиц видно, для маломощных на 1W, 3W этот показатель  2В для красного, желтого цвета, оранжевого. Для белого , синего, зелёного он от 3,2В до 3,4В. Для мощных от 7В до 34В. Эти циферки придется использовать для расчётов.

Таблица для LED на 1W, 3W, 5W

Таблица для мощных светодиодов 10W, 20W, 30W, 50W, 100W

Подключение от 12В

Одно из самых распространенных напряжений это 12 Вольт, они присутствуют в бытовой  технике, в автомобиле и автомобильной электронике. Используя 12V можно полноценно подключить 3 лед диода. Примером служит светодиодная лента на 12V, в которой 3 штуки и резистор подключены последовательно.

Пример на диоде 1W,  его номинальный ток 300мА.

• Если на одном LED падает 3,2В, то для 3шт получится 9,6В;
• на резисторе будет 12В – 9,6В = 2,4В;
• 2,4 / 0,3 = 8 Ом номинал нужного сопротивления;
• 2,4 * 0,3 = 0,72W будет рассеиваться на резисторе;
• 1W + 1W + 1W + 0,72 = 3,72W полное энергопотребление всей цепи.

Аналогичным образом можно вычислить и для другого количества элементов в цепи.

Подключение от 1,5В

Источник питания для светодиодов может быть и простой пальчиковой батарейкой на 1,5В. Для LED диода требуется обычно минимум 3V, без стабилизатора тут никак не обойтись. Такие специализированные светодиодные драйвера используются в  ручных фонариках на Cree Q5 и Cree XML T6. Миниатюрная микросхема повышает количество вольт до 3V и стабилизирует  700мА. Включение от 1. 5 вольт при помощи токоограничивающего сопротивления невозможно. Если применить две  батареи на  1.5 вольт, соединив их последовательно, получим 3В. Но батарейки достаточно быстро разряжаются,  а яркость будет падать еще быстрее. При 2,5В емкости в батареях останется еще много, но диод уже практически потухнет. А светодиодный драйвер будет поддерживать номинальную яркость даже при 1В.

Обычно такие модули заказываю на Aliexpress,  у китайцев  стоят 50-100руб, в России они дороговаты.

Как рассчитать драйвер

Чтобы рассчитать драйвер питания для светодиодов со стабильным током:

1. составьте на бумаге схему подключения;
2. если драйвер китайский, то желательно проверить выдержит он заявленную мощность или нет;
3. учитывайте, что для разных цветов (синий, красный, зеленый) разное падение вольт;
4. суммарная мощность не должна быть выше, чем у источника тока.

Нарисуйте схему включения, на которой распределите элементы, если они подключены не просто последовательно, а комбинировано с параллельным соединением.

На китайском блоке питания неизвестного производителя мощность может быть значительно ниже. Они запросто  указывают максимальную пиковую мощность, а не номинальную долговременную. Проверять сложнее, надо предельно нагрузить блок питания и замерить параметры.

Для третьего пункта используйте примерные таблицы для  1W,3W, 5W, 10W, 20W, 30W, 50W, 100W, которые приведены выше. Но больше доверяйте характеристикам, которые вам дал продавец. Для однокристальных бывает 3V, 6V, 12V.

Если энергопотребление цепи  в сумме  превысит номинальную мощность  источника питания, то ток просядет и увеличится нагрев. Он восстановится до нормального уровня, если снизить нагрузку.

Для светодиодных лент сделать расчёт очень просто. Измерьте количество Ватт на 1 метр и умножьте на количество метров. Именно измерьте, в большинстве случаем мощность завышена и вместо 14,4 Вт/м получите 7 Вт/м. Ко мне слишком часто обращаются с такой проблемой разочарованные покупатели.

Низковольтное от 9В до 50В

Кратко расскажу, что использую для включения для блоков на 12В, 19V, 24В и  для подключения к автомобильным 12В.

Чаще всего покупаю готовые модули на ШИМ микросхемах:

1. бывают повышающие, например, на входе 12V, на выходе 22В;
2. понижающие, например из 24В до 17В.

Не всем хочется тратить большую денежку на покупку готового прожектора для авто, светодиодного светильника или заказывать готовый драйвер. Поэтому обращаются ко мне, что бы из подручных комплектующих собрать что-нибудь приличное. Цена таких модулей начинается от 50руб до 300руб за модель на 5А с радиатором. Покупаю заранее по несколько штук, расходятся быстро.

Больше всех популярен вариант на линейной ИМС LM317T LM317, простой, надежный устаревший.

Очень популярны модели на LM2596, но она уже устарела и советую обратить внимание на более современное с хорошим КПД. Такие блоки имеют от 1 до 3 подстроечных сопротивлений, которыми можно настроить любые параметры до 30В и до 5А.

Встроенный драйвер, хит 2016

В начале 2016 года стали набирать популярность светодиодные модули и COB диоды с интегрированным драйвером. Они включаются сразу в сеть 220В, идеальный вариант для сборки светотехники своими руками. Все элементы находятся на одной теплопроводящей пластине. ШИМ контроллеры миниатюрные, благодаря хорошему контакту с системой охлаждения. Тестировать надежность и стабильность еще не приходилось, первые отзывы появятся минимум через полгода использования. Уже заказал самую дешевую и доступную модель COB на 50W. Чтобы найти такие на китайском базаре Алиэкспресс, укажите в поиске «integrated led driver».

Характеристики

Глобальная проблема, это подделка светодиодов Cree и Philips в промышленных масштабах. У китайцев для этого есть целые предприятия, внешне копируют на 95-99%, простому покупателю отличить невозможно. Самое плохое, когда такую подделку вам продают под видом оригинального Cree T6. Вы будете подключать поддельный по техническим спецификациям оригинального. Подделка имеет характеристики в среднем на 30% хуже. Меньше световой поток, ниже максимальная рабочая температура, ниже энергопотребление. Про обман вы узнаете очень не скоро, он проработает примерно в 5-10 раз меньше настоящего, особенно на двойном токе.

Недавно измерял световой поток своих фонариков на левых Cree производства  LatticeBright. Доставал всю плату с драйвером и ставил в фотометрический шар. Получилось 180-200 люмен, у оригинала 280-300лм. Без серьезного оборудования, которое преимущественно есть в лабораториях, вы не сможете измерить, соответственно узнать правду.

Иногда попадаются разогнанные диоды,  сила тока на которых на 30%-60% выше номинальной, соответственно и мощность. Недобросовестный производитель, особенно  подвально-китайский пользуется тем, что срок службы трудно измерить в часах. Ведь никто не засекает отработанное время, а когда светильник или светодиодный прожектор выйдут из строя продавца уже не найти. Да и искать бессмысленно, срок гарантии на такую продукцию дают всегда меньше периода службы.

Все что нужно знать про светодиоды

Последнее время, в интернете на различных компьютерных форумах я замечаю людей, которые хотят применить светодиоды для моддинга, однако не обладают достаточными знаниями для этого. Вместо полезных советов, такие люди зачастую выслушивают на тех же форумах рассуждения различных дилетантов, которые не разбираются в теме, а даже самый просто вопрос порождает эпические споры с философскими рассуждениями. Большинство информация из таких тем не только не принесет никакой пользы, а зачастую может и навредит. Для того что бы снять все самые популярные вопросы и заблуждения, которые касаются применения светодиодов в моддинге, я и решил написать сей небольшой опус.

Что такое светодиоды

В последнее время ведется много разговоров о светодиодах, постоянно появляются новости о все более мощных светодиодах, новых разработках и новых товарах на основе светодиодов (стоит вспомнить хотя бы новые жк-мониторы со светодиодной подсветкой от компании Apple). Так что же такое светодиод? Светодиод – это прибор на основе полупроводника, который излучает свет при пропускании через него электрического тока. Существует большое количество различных полупроводниковых материалов из которых делают светодиоды, причем характеристики светодиодов (цвет свечения, яркость свечения и т.д.) зависят от химического состава данных материалов.

Светодиоды разных размеров, цветов и яркости

Применение светодиодов в моддинге

Светодиоды это одни из первых вещей, которые начали применять в моддинге, ведь еще в конце 1999 – начале 2000 года первые моддеры меняли в своих корпусах стоковые светодиоды наскучивших цветов на более яркие светодиоды интересных и необычных цветов. Кроме того, некоторые моддеры самостоятельно изготавливали вентиляторы со светодиодной подсветкой, светодиодные лампы подсветки для корпуса и прочие моддинг-аксессуары. С появлением оптических мышек, моддеры начали заменять в них стандартные светодиоды, а так же устанавливать дополнительные. Однако нельзя сказать что, с появлением серийных вентиляторов с подсветкой, применение светодиодов в моддинге ушло в историю, скорее оно перешло в разряд классики, как и раундинг проводов (который, как всем известно, вошел в метаболизм каждого моддера) и прорезка блоухолов. Действительно, в современных корпусах уже с завода стоят яркие светодиоды синего, белого и других цветов, но ведь мы же хотим сделать вещи уникальными и персонализированными, ведь для этого мы и занимаемся моддингом, а учитывая теперешнее распространение дешевых и мощных светодиодов, не использовать их в моддинге – грех =), посему их используют по полной программе: ими подсвечивают корпуса, клавиатуры, вентиляторы, гравировки, люминесцентные краски и так далее. Светодиоды отлично применимы там, где нужна локальная или компактная подсветка, яркая или наоборот тусклая, ими отлично подсвечивать систему водяного охлаждения и т.п.

Вентилятор со светодиодной подсветкой

гибкая LED лента

Гибкая светодиодная лампа

Светодиоды, в случае применения их в моддинге, обладают следующими преимуществами и недостатками.

Преимущества

• Яркие и насыщенные цвета
• Надежность (длительный срок службы)
• Высокая эффективность
• Практически не греются
• Компактный размер

Недостатки

• Легко перегорают при неправильном подключении
• Далеко не plug-and-play, с точки зрения подключения

Разновидности светодиодов

Светодиоды разделяются на разные разновидности в зависимости от размеров, количества кристаллов в одном корпусе, яркости, мощности, по цвету излучения, а так же другим параметрам.

Пример светодиодов самых популярных размеров

Светодиоды различной формы и цвета

Свечение светодидов с диффузным (цветным) корпусом

Геометрические форма и размеры. Самыми популярными являются светодиоды в цилиндрическом корпусе стандартизированных размеров: 3/5/10 мм в диаметре, реже 8 мм, хотя иногда встречаются и до 20 мм в диаметре. Также существуют SMD-светодиоды, которые отличаются очень компактным размером – до 2 х 2 мм, предназначены они для припаивания прямо на плату и обычно используются для подсветки экранов. Существуют также светодиоды выполненные в корпусах квадратной или прямоугольной формы.

Количество кристаллов. В большинстве случаев, в корпусе одного светодиода находится один полупроводниковый кристалл, однако бывают случаи в которых в корпус одного светодиода устанавливают больше одного кристалла, например:

• Многоцветные светодиоды

В случае необходимости сделать многоцветных светодиод, в корпусе одного светодиода устанавливается более одного полупроводникового кристалла, причем сами кристаллы сделаны из разных материалов и соответственно излучают разные цвета: синий, зеленый, красный, желтый и так далее. Двухцветные светодиоды чаще всего используют как индикаторы (обычно красный/зеленый цвет), трехцветные светодиоды чаще всего используют для подсветки дисплеев и постройки светодиодных экранов так как данные светодиоды могут отображать три базовых цвета (синий/зеленый/красный), при смешивании которых можно получить всю палитру цветов, необходимых для отображения фото и видеоматериалов с достаточным качеством. Четырехцветные светодиоды достаточно редкие и содержат кристаллы для отображения, как видно из названия, четырех цветов (синий/зеленый/красный/желтый) и применяются в основном для создания белого света с высокими качественными характеристиками CRI (Color rendering index).

• Светодиоды повышенной мощности

Для повышения яркости (количества света) светодиода иногда в корпус одного светодиода устанавливают несколько светоизлучающих кристаллов одного цвета (обычно ставят четыре кристалла), чем кратно увеличивают яркость светодиода. Это можно сравнить с четырехъядерными процессорами =).

Яркость. Из-за большого спектра применения светодиодов, производители выпускают светодиоды с различной яркостью: от не очень ярких для индикаторных целей до суперякрих, в основном для подсветки чего-то. На показатель яркости также влияет диаграмма направленности светодиода, например светодиод одной мощности с углом излучения в 20 градусов кажется более ярким, чем светодиод такой же мощности но с более широким углом излучения, например 140 градусов.

Мощность. Для разных целей производятся светодиоды различных мощностей: от сотых долей ватта до серьезных 5 и более ватт на одном кристалле. Типичные моддерские, так называемые «ультраяркие», светодиоды имеют мощность примерно в 60 мВт (примерно 1/16 Вт), и если их использовать в подсветке корпуса среднего размера то их может понадобиться примерно от 15 до 25 штук. Среднестатистический четырехъкристальный суперяркий светодиод имеет мощность примерно в 240 мВт (1/4 Вт) и таких светодиодов для подсветки корпуса среднего размера нужно примерно от 4 до 8 штук, в зависимости от прочих особенностей. К классу супермощных светодиодов относятся светодиоды с мощностью от одного ватта, что на первый взгляд вроде бы и не много, однако это только на первый взгляд – такие светодиоды в среднем в 15-20 раз ярче, чем самые распространенные светодиоды! Одним или двумя такими светодиодами можно подсветить весь корпус!

Цвет. В зависимости от полупроводника, на основе которого выполнен светодиод, так же отличается цвет, излучаемый светодиодом . В продаже чаще всего можно встретить светодиоды таких цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, фиолетовый, ультрафиолетовый. Светодиоды всех цветов находят свое применение в моддинге, причем как для индикаторных целей, так и для подсветки. Существуют также светодиоды, работающие в инфракрасном диапазоне, но поскольку их излучение не видно невооруженному глазу – их применение ограничено пультами ДУ и видеокамерами ночного видения.

Особого внимания заслуживают синие, фиолетовые и ультрафиолетовые светодиоды – все они вызывают люминесценцию (флюоресценцию) некоторых красителей, но в разной степени. Синие светодиоды вызывают не очень яркую люминесценцию, а также немного искажают ее цвет задевая своим синим излучением. Фиолетовые светодиоды напротив – выглядят тусклыми, но вызывают сильную люминесценцию, обычно их продают под видом ультрафиолетовых светодиодов, но это не так. Ультрафиолетовые светодиоды довольно-таки редко встречаются в продаже, а те что встречаются обычно являются ультрафиолетовыми светодиодами длинноволнового диапазона ультрафиолета, так называемого УФ-А (UV-A) – самого безопасного, внешне эти светодиоды выглядят очень тусклыми из-за низкой чувствительности человеческого глаза к диапазону мение 400 нм, но эти светодиоды вызывают еще более сильную люминесценцию, чем фиолетовые – это связано с большей энергией этого диапазона излучения.

вечение светодиодов с прозрачным корпусом

Типичные характеристики светодиодов

Две главных характеристики светодиодов это напряжение и сила тока. Обычно светодиоды рассчитаны на силу тока в 20 мА, но бывают и исключения, например четырехъкристальные светодиоды обычно рассчитаны на 80 мА , так как в одном корпусе светодиода содержаться четыре полупроводниковых кристалла, каждый из которых потребляет 20 мА, в свою очередь одноватные светодиоды обычно потребляют 300-400 мА. Рабочее напряжение светодиода зависит от полупроводникового материала, из которого он сделан, соответственно есть зависимость между цветом свечения светодиода и его рабочим напряжением.

При использовании светодиодов, лучше уточнить сколько светодиоду необходимо вольт у продавца или изготовителя, но когда эта информация не доступна, можно воспользоваться следующей таблицей.

Таблица примерных напряжений светодиодов в зависимости от цвета

Цветовая характеристика	Длинная волны	Напряжение
Инфракрасные	от 760 нм	до 1. 9 В
Красные	610 – 760 нм	от 1.6 до 2.03 В
Оранжевые	590 – 610 нм	от 2.03 до 2.1 В
Желтые	570 – 590 нм	от 2.1 до 2.2 В
Зеленые	500 – 570 нм	от 2.2 до 3.5 В
Синие	450 – 500 нм	от 2.5 до 3.7 В
Фиолетовые	400 – 450 нм	2.8 до 4 В
Ультрафиолетовые	до 400 нм	от 3.1 до 4.4 В
Белые	Широкий спектр	от 3 до 3.7 В

Правила подключения и расчет светодиодов

Светодиод пропускает электрический ток только в одном направлении, а это значит что для того чтобы светодиод излучал свет, он должен быть правильно подключен. У светодиода два контакта: анод(плюс) и катод (минус). Обычно, длинный контакт у светодиода – это анод, но бывают и исключения так что лучше уточнить данный факт в технических характеристиках конкретного светодиода.

Светодиоды относятся к таком типу электронных компонентов которому, для долгой и стабильной работы, важно не только правильное напряжение, но и оптимальная сила тока – так что всегда, при подключении светодиода, нужно их подключать через соответствующий резистор. Иногда этим правилом пренебрегают, но результат чаще всего один – светодиод или сразу сгорает, или его ресурс очень значительно сокращается. В некоторые светодиоды резистор встроен «с завода» и их сразу можно подключать к источнику 12 или 5 вольт, но такие светодиоды в продаже встречаются довольно-таки редко и чаще всего к светодиоду необходимо подключать внешний резистор.

Стоит помнить, что резисторы так же отличаются своими характеристиками и, для подключения их к светодиодам, вам необходимо выбрать резистор правильного номинала. Для того чтобы рассчитать необходимый номинал резистора следует воспользоваться законом Ома – это один из самых важных физических законов, связанных с электричеством. Данный закон все учили в школе, но практически никто его не помнит =).

Закон Ома – это физический закон с помощью которого вы можете определить взаимозависимость напряжения (U), силы тока (I) и сопротивления (R). Суть эго проста: сила тока в проводнике прямо пропорциональна напряжению между концами проводника, если при прохождении тока свойства проводника не меняются.

Этот закон визуально отображается при помощи формулы: U= I*R
Когда вы знаете напряжение и сопротивления, с помощью этого закона можна найти силу тока по формуле: I = U/R
Когда вам известно напряжение и сила тока, можно найти сопротивление: R = U/I
Когда вам известна сила тока и сопротивление, можно вычислить напряжение: U = I*R

Теперь рассмотрим на примере. У вас есть светодиод с рабочим напряжением в 3 В и силой тока в 20 мА, вы его хотите подключить к источнику напряжения 5В из USB-разъема или БП, чтобы при этом он не сгорел. Значит у нас есть напряжение 5 В, но светодиоду нужно только 3 В, значит от 2 В нам необходимо избавиться (5В – 3В=2В). Чтобы избавится от лишних 2 В нам необходимо подобрать резистор с правильным сопротивлением, которое рассчитывается следующим образом: мы знаем напряжение от которого необходимо избавиться и знаем силу тока нужную светодиоду – воспользуемся формулой изложенной выше R = U/I. Соответственно 2В/0.02 А= 100 Ом. Значит вам необходим резистор на 100 Ом.

Иногда, в зависимости от характеристик светодиода, необходимый резистор получается с не стандартным номиналом, который нельзя найти в продаже, например 129 или 111.7 Ом =). В таком случае необходимо просто взять резистор немного большего сопротивления, чем рассчитанный – светодиод будет работать не на 100 процентов своей мощности, а примерно на 90-95 %. В таком режиме светодиод будет работать более надежно, а снижение яркости визуально не будет заметно.

Также можно рассчитать насколько мощный резистор вам нужен – для этого умножаем напряжение, которое будет задерживаться на резисторе, на силу тока, которая будет в цепи. В нашем случае это 2В х 0.02 А = 0.04 Вт. Значит вам подойдет резистор такой мощности или большей.

Светодиоды иногда подключают по несколько штук параллельно или последовательно, используя один резистор. Для правильного подключения следует помнить что при параллельном подключении суммируется сила тока, а при последовательном суммируется требуемое напряжение. Параллельно и последовательно можно подключать только одинаковые светодиоды с использование одного резистора, а если вы используете разные светодиоды с разными характеристиками, то лучше рассчитать каждому светодиоду свой резистор – так будет надежней. Светодиоды даже одной модели имеют небольшое расхождение в параметрах и, при подключении большого количества светодиодов параллельно или последовательно, это небольшое расхождение в параметрах может выдать результатом много сгоревших светодиодов =). Еще одним подводным камнем может стать тот факт, что продавец или производитель (намного реже) может дать немного не верные данные по светодиодам, а сами светодиоды могут иметь не четкое рабочее напряжение, а набор из параметров минимального/оптимального и максимального напряжения. Данный фактор не будет особо влиять при подключении небольшого количества светодиодов, а в случае подключения большого количества – результатом могут быть все те же сгоревшие светодиоды. Так что с параллельным и последовательным подключением не стоит чересчур увлекаться, надежней будет чтобы к каждому светодиоду или небольшой группе светодиодов (3-5 штук) подключался отдельный резистор. Рассмотрим несколько примеров подключения.

Схема параллельного подключения светодиодов

Схема последовательного подключения светодиодов

Пример 1. Вы хотите подключить последовательно три светодиода, каждый из которых рассчитан на 3 В и 20 мА, к источнику тока с напряжением 12 В (например из molex-разъема). Три светодиода по 3 вольта каждый будут вместе потреблять 9 вольт (3 В x 3=9 В). Наш источник тока обладает напряжением в 12 вольт, соответственно от 3 вольт надо будет избавиться (12 В – 9 В = 3 В). Так как подключение последовательное, то сила тока составит 20мА, соответственно 3 вольта (напряжение, от которого необходимо избавится) делим на 0.02 А (сила тока, необходимая каждому светодиоду) и получаем значение необходимого сопротивления – 150 Ом. Значит нужен резистор на 150 Ом.

Пример 2. У вас в наличии четыре светодиода, каждый из которых рассчитан на 3 вольта, и источник питания на 12 В. В такой ситуации можно подумать что резистор не нужен, однако это не так – светодиоды очень чувствительны к силе тока и лучше добавить в цепь резистор на 1 Ом. Резистор данного номинала не повлияет на яркость свечения, а будет чем-то на подобии «предохранителя» – светодиоды будут работать намного надежней. Без применения резистора, в данному случае, светодиоды могут попросту сгореть, быстро или не очень.

Пример 3. Вы хотите параллельно подключить три светодиода, каждый из которых рассчитан на 3 В и 20 мА, к источнику тока с напряжением 12 В. Поскольку при параллельном подключении суммируется сила тока, а не напряжение, трем светодиодам потребуется сила тока в 60 мА (20 мА x 3 = 60 мА). Наш источник тока обладает напряжением в 12 вольт, а светодиодам необходимо напряжение в 3 вольта, соответственно от 9 вольт необходимо избавиться (12 В – 3 В = 9 В). Так как подключение параллельное, то сила тока составит 60мА, соответственно 9 вольт (напряжение, от которого необходимо избавится) делим на 0.06 А (сила тока, необходимая всем светодиодам) и получаем значение необходимого сопротивления – 150 Ом. Значит нужен резистор на 150 Ом.

Так же в интернете существует большое количество разнообразных «калькуляторов для светодиодов», которыми вы можете воспользоваться. Достаточно зайти на соответствующий сайт, указать характеристики светодиодом и источника тока и вы получите все необходимые данные по резистору, а так же его цветовую маркировку. Пример такого калькулятора вы можете увидеть на сайте led-calculator.com.

Видео процесса выращивания светодиодов.

Расчет резистора для светодиода: онлайн калькулятор

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:

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:

Uрез=14,2-3=11,2 В

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:

Uрез=220-3=217 В

R=217/0,02=10850 Ом

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:

P=217*0,02=4,34 Вт

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.

Подбор блоков питания для светодиодной ленты.

Общие вопросы выбора блока питания

Для правильного подбора блока питания (БП) для системы светодиодной подсветки необходимо знать параметры подключаемой светодиодной ленты и параметры предлагаемых блоков питания.

Первый параметр ленты, влияющий на выбор БП – напряжение питания ленты. Чаще всего это 12 или 24 вольта. На какое напряжение рассчитана лента, на такое же напряжение выбирается и блок питания.

Второй параметр ленты, требующийся нам для расчета блока питания – потребляемая мощность на 1 метр ленты. Этот параметр обязательно приводится добросовестным производителем в характеристиках ленты и обычно обозначается на упаковке ленты. Мощность светодиодных лент, имеющихся в нашем ассортименте, варьируется в диапазоне от 4.2 до 31 Вт/м. Обычно, чем выше потребляемая мощность ленты, тем она ярче светит. Правда, тут вносит неоднозначность такой показатель как КПД, но на приводимый расчет блока питания он не влияет, поэтому принимать во внимание сейчас мы его не будем.

Следующий показатель – длина подключаемой к БП ленты. Тут все просто. Длина – есть длина. Измеряется в метрах.

С лентой разобрались, теперь разбираемся с блоками питания. Основные характеристики БП – выходное напряжение, максимально допустимый ток, который может длительное время отдавать блок питания в нагрузку, и выходная мощность блока питания.

С выходным напряжением все просто. Лента 12-ти вольтовая, и блок питания нужен на 12 вольт, лента на 24 вольта – блок питания берем на 24 вольта.

Следующий параметр — максимальный ток, отдаваемый блоком питания – параметр очень важный, но в стандартных расчетах для систем со светодиодной лентой используется редко. Хотя, зная его всегда можно определить выходную мощность блока питания. Нужно просто перемножить выходное напряжение в вольтах на максимальный ток в амперах и получим мощность в ваттах. Например, блок питания с выходным напряжением 12 вольт и максимальным током 5 ампер имеет выходную мощность 60 ватт.

А выходная мощность блока питания – это как раз тот параметр, который нужен для наших расчетов.

Для наглядности, давайте рассмотрим расчет требуемого БП на примере.

1.     Имеем комнату со сторонами 5х4 м. Хотим расположить ленту за карнизом по периметру комнаты. Длина периметра в таком случае составит 18 м. Соответственно, такой же длины у нас будет и лента.

2.     Выбираем ленту не самую слабую, но и не самую яркую, например, ленту  с артикулом 010346, модель RT 2-5000 24V Warm 2x (3528, 600 LED, LUX).

3.     Из обозначения видно, что это лента длиной 5 метров, с питанием 24 вольта, теплого белого цвета, двойной плотности (но не двухрядная), светодиоды 3528 (размер SMD корпуса светодиода 3.5х2.8мм), 600 светодиодов на 5 метров (или 120 светодиодов на метр).

4.     Из характеристик, имеющихся на сайте или указанных на упаковке, узнаем, что потребляемая мощность этой ленты – 48 ватт на 5 метров (9.6 Вт/м)

5.     Умножаем длину ленты на потребляемую мощность 18*9.6 = 172.8 Вт.

6.     Добавляем минимум 10-ти процентный запас по мощности, получаем 182.8 Вт.

7.     Выбираем ближайший по мощности блок питания с округлением в большую сторону. Это блок питания мощностью 200 Ватт с выходным напряжением 24 вольта (как мы помним лента у нас с питанием 24 вольта).

8.     Смотрим на сайте габариты блока питания. Артикул 013138, модель ARPV-24200 (24V, 8.3A, 200W) — 238x130x60 мм.

9.     Далее возможны варианты:

a)  нормально, габариты устраивают  – оставляем как есть;

b)  ого! куда же я его такой здоровый дену? – делим ленту на два участка, выбираем два блока питания меньшего размера и, соответственно, меньшей мощности — по 100 ватт каждый — и подключаем к каждому блоку питания по 9 метров ленты;

c)  опять не помещается — делим ленту на четыре фрагмента, ставим четыре блока питания по 50 ватт.

Удобнее всего монтировать оборудование, когда один блок питания устанавливается на каждые 5 или 10 метров ленты.

В рассмотренном примере мы использовали герметичный блок питания. Вы можете спросить, зачем в обычной комнате ставить герметичный блок. Ведь есть же блоки в защитном кожухе, они дешевле. Да, есть. Да, дешевле. Но они незащищены не только от влаги, но и от пыли, от попадания в них мелких предметов, домашних «животных», наконец. Все это неблагоприятно сказывается на надежности системы в целом. Кроме того, на сегодняшний момент все блоки питания для светодиодной ленты это импульсные преобразователи напряжения. Поэтому от открытых блоков питания, как бы качественно они не были сделаны, в полной тишине может быть слышен слабый «комариный» писк. Правда блоки питания в защитном кожухе бывают большей мощности, чем герметичные блоки, но и здесь есть свои подводные камни. Негерметичные блоки с мощностью более 200 ватт требуют принудительного охлаждения и снабжаются встроенными вентиляторами. Как гудит куллер системного блока компьютера у Вас под столом, слышали? Хочется Вам по ночам, при включении подсветки слышать аналогичное жужжание? В общем, делайте свой выбор.

И еще одна важная рекомендация. Монтаж блоков питания необходимо осуществлять таким образом, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха для охлаждения блоков, а также предусмотреть возможность доступа к БП для их обслуживания или замены. Надежность применяемых блоков питания достаточно высока, но в нашей реальной жизни не исключены случаи, при которых в сети может появиться опасное для БП напряжение или пульсации, приводящие к выходу их из строя.

Особенности выбора блока питания для системы с регулировкой яркости или системы с многоцветной лентой.

Если в результате описанного выше расчета получилось, что мы вполне обходимся одним блоком питания и размер его нас устраивает, то никаких особенность в подборе блока для системы подсветки с управлением лентой нет.  Дальше эту статью можно не читать.

Во всех остальных случаях, нужно решить еще одну задачу. Задача заключается в следующем. Если мы хотим управлять лентой – будь то изменение яркости или изменение цвета – мы должны установить между блоком питания и лентой соответствующее устройство управления – диммер или RGB контроллер. Следовательно, если мы делим мощность на два блока питания, то должны поставить два устройства управления. Делим на четыре блока, должны поставить четыре устройства. И т.д. И все это должно срабатывать одновременно, от одного регулятора или от одного пульта. Но вопросы синхронизации – это отдельная тема и сейчас она нас не интересует. Сейчас мы занимаемся электропитанием. Можно, конечно, оставить все как есть, и поставить на каждый блок питания по отдельной управляющей коробочке, но наша цель (точнее, Ваша цель) уменьшить количество коробочек и дополнительных проводков в системе (а соответственно, уменьшить стоимость оборудования и монтажных работ).

Если мы используем 24-х вольтовую ленту, то можно прибегнуть к одной хитрости. Мы можем взять два одинаковых блока питания на напряжение 12 вольт, соединить их последовательно и получить на выходе такой системы напряжение 24 вольта и удвоенную мощность. Схема подобного соединения приведена на рисунке.

При таком включении необходимо учесть особенности конструкции блоков питания. Некоторые БП выполнены таким образом, что их металлический корпус соединен с минусовым выходом. При использовании подобных блоков в рассматриваемой схеме требуется изолировать корпуса БП друг от друга и от любых металлических поверхностей.

Некоторые «умельцы» предлагают для увеличения мощности соединять выходы блоков питания параллельно. Подавляющее большинство БП не допускают такого соединения. Это связанно с тем, что двух идеальных блоков питания с абсолютно одинаковыми выходными напряжениями не бывает. Как бы ни старался производитель, но хоть на сотые доли вольта оно будет отличаться. Напряжение на выходе блока стабилизируется специальной электронной схемой, которая  постоянно следит за выходным напряжением и в случае его отклонения от нормы, старается вернуть его в заданный диапазон. В случае соединения в параллель двух блоков  с разными напряжениями, каждый из них начнет «перетягивать одеяло» на себя. Рано или поздно это закончится выходом БП из строя. Кроме того, в момент включения такой системы один блок может мешать запуститься другому. В результате, могут появиться периодические моргания ленты при включении подсветки. Ради справедливости, следует заметить, что существуют блоки питания, допускающие параллельное соединение, но это отдельный, довольно редко встречающийся класс. Возможность такого соединения обязательно указывается в документации на блок питания.

ТОВАРЫ СВЯЗАННЫЕ СО СТАТЬЕЙ

Как работает светодиод 5 мм?

Светоизлучающие диоды (СИД) окружают нас повсюду. Они в наших домах, в наших машинах, даже в наших телефонах. Светодиоды бывают разных форм и размеров, что дает дизайнерам возможность адаптировать их к своему продукту. Каждый раз, когда загорается что-то электронное, есть большая вероятность, что за этим стоит светодиод. Низкое энергопотребление и небольшие размеры делают их отличным выбором для многих различных продуктов, поскольку их можно более плавно встроить в дизайн, чтобы сделать устройство в целом лучше.

В прошлом мы обсуждали светодиоды высокой яркости, но в этом посте мы сосредоточим наше внимание на 5-мм светодиодах или светодиодах со сквозным отверстием. Это типы светодиодов, которые, вероятно, будут использоваться в вашей небольшой электронике в качестве светового индикатора или чего-то в этом роде. 5-миллиметровые светодиоды потребляют гораздо меньше тока для работы, чем светодиоды высокой яркости, 20 мА по сравнению с минимум 350 мА для мощных светодиодов. Если вы следили за нашей оригинальной статьей «Мастеринг светодиодов», вы должны знать: больше тока = больше света.Таким образом, очевидно, что эти 5-миллиметровые светодиоды будут скорее акцентным светом или светом для очень маленьких помещений. Именно для этого предназначены 5-миллиметровые светодиоды, их можно использовать вместе в большом массиве для создания знака или какой-то матрицы, или их можно использовать по отдельности, чтобы сделать небольшой индикатор или один из этих крошечных фонариков на цепочке для ключей. .

Светодиоды

диаметром 5 мм очень полезны, поскольку они легко питаются от небольшого источника питания и служат долго. Это позволяет легко включать их во многие электронные устройства или размещать источники света там, где они обычно не могут быть установлены.Название 5mm LED происходит от их размеров: корпус из эпоксидной смолы сверху имеет диаметр около 5 мм. Эти сверхмалые источники света просты в использовании, но мы не можем упускать из виду определенные этапы настройки нашей светодиодной схемы.

Основы светодиодов 5 мм

Светодиод представляет собой вариант базового диода. Диод — это электронный компонент, который проводит электричество только в одном направлении. Диоды имеют так называемое прямое номинальное напряжение, которое определяет минимальную разницу напряжений между анодом (+) и катодом (-), чтобы позволить электронам течь (аааа..сладкое электричество). Светодиод в основном такой же, как диод, с ключевым отличием в том, что он генерирует свет, когда проходит электричество.

Светодиоды

диаметром 5 мм представляют собой тип светодиодов, в которых кристалл удерживается на опорной стойке, заключенной в эпоксидный купол для защиты. Затем соединения выполняются через две ножки или штыри, выходящие из нижней части. Как мы уже упоминали, диод пропускает ток только в одном направлении. Это делает крайне важным различать положительную сторону (анод) и отрицательную сторону (катод).Со светодиодами 5 мм это легко, заметили, что ножки разной длины? Более длинная ножка — это анод, а более короткая из двух — это катод. Если ваши ножки обрезаны или у вас есть производитель, который делает их одинакового размера, обычно вокруг края 5-миллиметрового корпуса со стороны катода есть плоское пятно (см. Ниже).

Убедитесь, что вы всегда подключаете положительный аккумулятор/источник питания к аноду, а отрицательный или заземление к катоду. Это позволит убедиться, что полярность совпадает, и электричество будет течь, если у вас достаточно входного напряжения, зажигая ваш 5-мм светодиод.Если вы подключите его в обратном направлении, ничего не произойдет, и цепь останется замкнутой. Чтобы убедиться, что у вас достаточно мощности для вашего светодиода, есть два ключевых параметра, на которые следует обратить внимание при рассмотрении спецификаций светодиодов: прямое напряжение и прямой ток.

Напряжение светодиода 5 мм

Для каждого светодиода должно быть указано «Прямое напряжение», которое определяет величину напряжения, необходимого для проведения электричества и производства света. Если вы попытаетесь подать что-то меньшее, чем это количество, светодиод останется открытым и непроводящим. Как только падение напряжения на светодиоде достигнет прямого напряжения, ваш светодиод загорится. Если у вас есть несколько светодиодов последовательно, вы должны учитывать сумму их номинальных значений прямого напряжения.

Давайте взглянем на один из наших стандартных синих 5-мм светодиодов. Теперь мы можем легко увидеть в спецификациях на странице продукта, что светодиод имеет прямое напряжение около 3,4 В. Итак, мы берем этот светодиод и пытаемся подключить его к батарейке АА, светодиод что-нибудь сделает? Батареи типа АА имеют только номинальное напряжение 1.5V так что нет, нам не хватает напряжения для проведения электричества. Однако, если мы добавим еще одну батарею AA последовательно, наше напряжение будет на уровне 3 В, и мы сможем запустить 5-мм светодиод. «Но вы сказали, что светодиоду нужно 3,4 В!» Да, я знаю, но когда вы говорите с точностью до нескольких знаков после запятой, все будет в порядке.

Светодиод 5 мм Текущий

Теперь некоторые люди думают, что им нужно позаботиться только о напряжении светодиода, и все будет в порядке. Это упускает из виду очень важную часть светодиодов, ток. Светодиоды потребляют столько тока, сколько могут в цепи, что, в свою очередь, приводит к увеличению температуры светодиода, пока он не перегорит.Поэтому, чтобы иметь дело с меньшим количеством неисправных светодиодов, давайте обращаем внимание на номинальные токи светодиодов.

Приведенный выше пример, когда входное напряжение и прямое напряжение настолько близки, является единственным примером, когда вам не нужно сильно беспокоиться о токе. Согласно эмпирическому правилу на нашем сайте, когда ваше входное напряжение составляет 3 В, вы можете запитать любой из 5-мм светодиодов, кроме красного и желтого, не беспокоясь об отслеживании тока. Это связано с тем, что в источнике питания недостаточно тока для того, чтобы 5 мм вытянулся и сгорел.

Во всех остальных случаях необходимо ограничить ток, протекающий через светодиод. В мощных светодиодах
это делается с помощью драйвера постоянного тока. Номинальный ток 5-мм светодиодов намного ниже, обычно около 15-30 мА, и мы можем контролировать ток, установив резистор последовательно со светодиодом. Здесь вы часто будете слышать термин «резистор ограничения тока», поскольку резистор обеспечивает значительное ограничение тока, протекающего через цепь.

5-мм светодиоды обычно тестируются при 20 мА, они могут потреблять ток до 30 мА, но, по моему мнению, я обычно стараюсь поддерживать 5-мм светодиоды при 20 мА, которые рекомендуются во всех их спецификациях.Теперь нам нужно выяснить, как найти правильный размер резистора для вашей схемы, чтобы сохранить ваши светодиоды в безопасности!

Поиск резистора подходящего размера для ваших светодиодов

Резисторы бывают самых разных размеров, и для определения правильного размера для вашей системы требуется математика. Не волнуйтесь, мы делаем это очень просто с помощью этого калькулятора сопротивления, который вычисляет размер резистора, который вам нужен. Это отличный инструмент, но всегда полезно узнать, как производятся расчеты, так что следуйте инструкциям.Чтобы найти токоограничивающий резистор правильного размера, мы должны знать два свойства светодиода: прямой ток и прямое напряжение.

Давайте используем тот же синий светодиод из примера выше. На странице товара вы увидите таблицу, изображенную справа. В кружке показано прямое напряжение (Vf) при заданном испытательном токе. Таким образом, вы можете видеть, что для этого светодиода при постоянном токе 20 мА светодиод будет падать на 3,2-3,6 В. Мы возьмем золотую середину и должны предположить, что этот светодиод упадет до 3,4 В.

В этом примере в качестве источника питания я буду использовать последовательно 3 батарейки АА.Каждая батарейка АА имеет напряжение около 1,5 В, поэтому в сумме у нас есть 4,5 В для нашего светодиода. Мы должны использовать закон Ома, чтобы найти предел резистора, но сначала мы должны найти напряжение на нем. Резистор и светодиод будут включены последовательно, то есть падение напряжения на них будет суммироваться, чтобы равняться входному напряжению. Это означает, что мы можем легко найти напряжение, которое будет падать на резисторе, поскольку мы уже знаем, что светодиоды составляют 3,4 В.

Входное напряжение = светодиод В _f + Напряжение резистора

Напряжение резистора = Входное напряжение — светодиод В _f

Напряжение на резисторе = 4.5В – 3,4В

Таким образом, на резисторе будет падать около 1,1 В. Теперь, когда у нас есть это, мы можем использовать закон Ома для расчета необходимого сопротивления!

Сопротивление = Напряжение/ток (в амперах)

Сопротивление = 1,1/0,02 (20 мА)

Сопротивление = 55 Ом

В зависимости от светодиода будет меняться резистор. Для этого примера мы можем предположить, что необходим резистор 55 Ом, ближайший размер, который у нас есть, — 60,4, поэтому мы выберем его.Если вы сомневаетесь в значении или если оно находится между предлагаемыми значениями сопротивления, выберите немного больший размер.

Последнее, что нужно проверить при работе со светодиодами и резисторами, — это мощность резистора. Все наши резисторы имеют мощность ¼ Вт. Требуемая мощность резистора — это разница между мощностью светодиода и общей мощностью цепи. Таким образом, в приведенном выше примере мы найдем требуемую мощность резистора.

Мощность светодиода = 3,4 В x 0,02 А = .068 Вт

Общая мощность = 4,5 В x 0,02 А = 0,09 Вт

Мощность, рассеиваемая резистором = ,09 – 0,068 = ,022 Вт

Резистор мощностью ¼ Вт (0,25) может легко выдерживать 0,022 Вт, так что все готово! Установите резистор последовательно со светодиодом (на положительной стороне соединения), и ваш свет готов.

Не хотите мучиться с поиском резистора и работой с несколькими резисторами в одной цепи? Обратите внимание на DynaOhm от LuxDrive.Это полностью герметизированный переменный резистор на полупроводниковой основе, оптимизированный для замены резисторов в 5-мм светодиодах. Этот блок будет включен последовательно, как и резистор. Разница в том, что он уже рассчитан на определенный номинальный ток, поэтому вам нужно беспокоиться только о напряжении. DynaOhm может принимать от 2,6 В до 50 В постоянного тока, поэтому вводите все, что вам нужно для ваших светодиодов.

Теперь, когда мы закончили все эти забавные разговоры о напряжении и токе, мы можем погрузиться в то, что действительно волнует людей, а именно в свет, который излучают эти крошечные лампочки.Цвет и яркость измеряются несколькими способами. Наш сайт всегда хорошо их перечисляет и систематизирует, но давайте узнаем, как эти диоды создают свет, который они излучают.

Длина волны светодиода

Длина волны светодиода

— это, по сути, очень точный способ объяснения цвета света. Для светодиодов цвет может отличаться из-за интенсивного производственного процесса, а иногда длина волны немного отличается. На листе спецификаций светодиода 5 мм вы фактически увидите минимальную и максимальную длину волны.Различия всегда находятся в пределах одного и того же спектра, просто если вы покупаете светодиоды одного цвета в разных партиях, могут быть небольшие различия (даже если наши глаза их не замечают).

Эта длина волны фактически определяется типом полупроводникового материала, используемого для изготовления диода внутри этого 5-мм корпуса. Структура энергетических зон полупроводников различается в зависимости от материала, поэтому фотоны излучаются с разными частотами, которые влияют на свет, который мы видим. Ниже приведена полная таблица наших светодиодов и вариантов длины волны.Некоторые из наиболее популярных цветов, которые мы продаем, — темно-красный 660 нм и розовый 440 нм.

Имеются также белые светодиоды диаметром 5 мм теплого и холодного белого цвета.

Яркость светодиода

Таким образом, длина волны зависит от полупроводникового материала, а интенсивность света зависит от тока, подаваемого на диод. Следовательно, чем выше ток возбуждения, тем ярче будет ваш светодиод. Яркость 5-миллиметровых светодиодов обычно измеряется в милликанделах (мкд), но это гораздо больше, чем просто установка определенного значения яркости любого светодиода.

Самое интересное в этом измерении света, кандела, заключается в том, что это не мера количества световой энергии, как измеряется большинство других форм света, а действительная яркость. Это число находится путем взятия мощности, излучаемой в определенном направлении, и взвешивания этого числа с помощью функции светимости света. В основном это означает, что угол луча, который мы обсудим ниже, может влиять на свет, но также и на длину волны. Человеческий глаз более чувствителен к одним длинам волн, чем к другим, и эта модель яркости учитывает это.Вот почему 5-миллиметровые ИК-светодиоды не будут иметь выхода, потому что мы не можем видеть эту длину волны. Это то же самое для УФ и даже для синего и других распространенных цветов.

Эта сила света (яркость) варьируется от светодиода к светодиоду, как вы увидите. Цвета имеют тенденцию быть ниже, от десятков до сотен, тогда как белые (и некоторые цвета, которые мы видим лучше, например зеленый) могут достигать 20 000 мкд. Мы перечисляем светоотдачу всех 5-мм светодиодов при испытательном токе 20 мА.

Угол обзора 5 мм

5-мм светодиоды на нашем сайте будут маркированы по цвету и углу луча.5-миллиметровые светодиоды показывают график, подобный приведенному справа, который показывает угол, под которым будет идти луч, и интенсивность под определенными углами. Чтобы прочитать график, представьте, что светодиод стоит прямо под ним. «Спицы» на графике — это углы, а радужные линии — интенсивность в процентах от максимальной интенсивности. Посмотрите ниже, как мы описываем, как найти угол обзора и яркость под этим углом любого 5-мм светодиода.

Рассеивающий светодиод 5 мм

Часто рекомендуется иметь какой-либо рассеиватель или матовое покрытие, если на светодиоды будет смотреть непосредственно человеческий глаз.Некоторые 5-миллиметровые светодиоды имеют покрытие купола из эпоксидной смолы, которое делает световой поток более мягким. У нас есть один белый светодиод диаметром 5 мм, в котором используется такое покрытие, поэтому оно приятно для глаз. Это снизит яркость, но сделает свет более привлекательным.

Go Explore с 5-мм светодиодами

Светодиоды

диаметром 5 мм очень доступны по цене и просты в эксплуатации. Посмотрите, что вы можете с ними сделать, варианты безграничны. Теперь вы знаете, как запитать 5-миллиметровые светодиоды, определить их цвет и яркость, а также убедиться, что свет будет распространяться туда, где вам это нужно. Удачи!

Какой самый яркий светодиод?

Хотите узнать, какой у нас самый яркий светодиод? Я могу сказать вам из первых рук, что вы определенно не одиноки в этом. Нам часто задают этот вопрос, и, честно говоря, на него нет прямого ответа. У нас есть разные типы светодиодов, разные цветовые температуры и разные массивы, которые делают ответ многословным, поэтому я посвящаю целый пост в блоге, чтобы ответить на него как можно лучше.

Стоит отметить, что дни измерения яркости по мощности лампочки подходят к концу, поскольку светодиоды продолжают набирать обороты.Компонентные светодиоды измеряются в люменах, что является измерением света, которое трудно объяснить, если вы еще не имеете приблизительного представления о выходе в люменах и тому подобном. Лучший способ, которым я могу объяснить это, — это диаграмма, которую я составил назад, которая показывает определенные мощности ламп накаливания и люмены, которые они излучают, чтобы у вас было представление о том, с чем их сравнивать.

Большие светодиодные массивы

Как я уже упоминал во вступительном абзаце, сложно сравнивать все наши светодиоды напрямую, поскольку у нас много разных видов.Наш чип на платах, таких как Cree CXB, будет самым ярким вариантом, который вы можете купить в виде одной платы у нас здесь, в LEDSupply. CXA — это массив высокой плотности, который излучает сумасшедшие люмены при небольшой занимаемой площади, как вы можете видеть из выходных данных на странице продукта и в таблицах ниже. Вы также заметите, что они могут работать при более низких диапазонах тока, а напряжения также намного выше, поэтому мощность вашего света немного выровняется (мощность = ток (А) x прямое напряжение). В общем, если вы ищете быстрый ответ, вот он: Cree CXA — наш самый яркий вариант в качестве единственного светодиода!

Если вам нужна дополнительная информация и другие варианты, продолжайте читать…

Последний тип нечетных шаровых светодиодов, который мы предлагаем, — это Cree MC-E, который представляет собой многокристальный светодиод. У MCE 3 матрицы в центре под одним куполом. MCE хорош, если вы хотите работать при низких токах и при этом получать хороший выходной сигнал, но что касается яркости, вы определенно можете добиться большего, поскольку другие светодиоды могут работать при гораздо более высоких токах.

Теперь, когда мы избавились от странных шаровидных светодиодов, пришло время для более прямых сравнений. Мы продаем наши светодиоды высокой мощности в виде неизолированных излучателей или в вариантах поверхностного монтажа 1-Up и 3-Up на нашей плате MCPCB Star Board. Мы устанавливаем светодиоды на эти платы для вас, чтобы вы могли легко подключить к ним питание и так далее.Плата имеет диаметр 0,75 дюйма и имеет точки пайки по периметру. Эти светодиоды в основном относятся к семейству Cree XLamp, однако у нас также есть Luxeon Rebel, который будет включен в сравнение Lumen ниже.

Температурные испытания и горячее группирование

Прежде чем мы перейдем к фактическим значениям люменов, я хочу уточнить, что приведенные ниже диаграммы и таблицы показывают значения люменов при тестировании при 25ºC. Это стандарт для тестирования светового потока, и мы взяли всю нашу информацию прямо из этого инструмента сравнения светодиодов Cree и таблиц данных Luxeon.Эти люмены точны, когда светодиоды работают при температуре около 25ºC, однако иногда трудно поддерживать светодиоды при такой низкой температуре, поэтому мы приводим значения люменов, протестированные при 85ºC на страницах некоторых наших продуктов. Это процесс, называемый горячим биннингом, поскольку он показывает выходной сигнал светодиодов при работе при более высоких температурах. Я просто хотел указать на это, чтобы вы не видели здесь эти цифры в люменах, а затем переходили на страницы продуктов, видели разные цифры и всячески путались. Просто обязательно посмотрите на указанную тестовую температуру, чтобы вы знали, чего ожидать, и понимали разницу.

Цветовая температура и яркость

Цветовая температура напрямую влияет на яркость. Цветовая температура работает в том смысле, что более низкие температуры около 3000K — это теплый белый, а более высокие температуры, такие как 6500K+, — холодный белый. Нейтральный белый — это золотая середина, обычно около 4000-6000К. Промышленным стандартом является то, что холодные белые светодиоды ярче, чем теплые белые. Если вы возьмете, например, XP-G2, вы увидите, что световой поток светодиода при токе 350 мА выглядит следующим образом:

• теплый белый = 121 люмен
• нейтральный белый = 129 люмен
• холодный белый (6500K) = 158 люмен

Так что, если вы просто ищете максимально яркий свет и не заботитесь о том, теплый он или холодный, вам всегда следует придерживаться холодного белого цвета, чтобы убедиться, что вы получаете максимально яркий свет от выбранного вами светодиода.Взгляните на следующие таблицы для теплого белого, нейтрального белого и холодного белого светового потока. Имейте в виду, что эти числа предназначены для светодиодов с одним витком, поэтому, если вы хотите ярче, вы всегда можете выбрать 3 светодиода, что утроит эти числа. Единственными светодиодами, недоступными в варианте с тремя вверх, являются CXA, Luxeon K и MC-E, о которых говорилось ранее, и Cree XM-L2, поскольку он имеет больший кристалл, а 3 светодиода не могут быть подключены к нашей звездообразной плате MCPCB.

Холодно-белый Сравнительная таблица яркости светодиодов

Светодиод MFG Тип	Диапазон CCT			Световой поток (лм) при 25°C Прямое напряжение (В f )						LEDНомер детали поставки		Излучатель MFG Код заказа
	Мин.	Тип.	Макс.	Группа	350 мА	700 мА	1000 мА	1500 мА	3000 мА	Одноместный	3-местный
Люксеон Мятежник	5000 К	5000 К	10 000 К	Н	105 (3 В)	189 (3,2 В)	236 (3,4 В)	Н/Д	Н/Д	07040-PW750-Н	07007-PW750-Н	LXML-PW31
Кри ХР-Е2	5000 К	5000 К	10 000 К	Q4	116. 7 (3,04 В)	200 (3,19 В)	254,5 (3,29 В)	Н/Д	Н/Д	CREEXPE2-750-1	CREEXPE2-750-3	XPEBWT-L1-0000-00C51
Кри XP-G2	5000 К	5000 К	8300 К	Р2	129,3 (2,91 В)	236,4 (3,04 В)	314,4 (3,12 В)	426,3 (3,25 В)	Н/Д	CREEXPG2-W129	CREEXPG2-W387	XPGBWT-L1-0000-00EE4
Кри ХТ-Е	5000 К	6500 К	8300 К	Р4	149.2 (3В)	265,6 (3,2 В)	347,1 (3,33 В)	459,6 (3,52 В)	Н/Д	КРЕКСТЕ-W130	CREEXTE-W390	XTEAWT-00-0000-00000G51
Кри XP-G2	5000 К	6500 К	8300 К	Р5	157,6 (2,91 В)	288,2 (3,04 В)	383,4 (3,12 В)	519,8 (3,25 В)	Н/Д	CREEXPG2-W158	CREEXPG2-W474	СПГВТ-L1-0000-00H51
Кри XM-L2	5000 К	6500 К	8300 К	Т6	166. 9 (2,84 В)	318,9 (2,95 В)	437,9 (3,02 В)	616.1 (3,14 В)	1048.1 (3,43 В)	CREEXML2-W318	Н/Д	XMLBWT-00-0000-0000T6051
Кри XP-L	5000 К	6500 К	8300 К	В5	192 (2,87 В)	363,7 (2,98 В)	499,7 (3,06 В)	705,7 (3,17 В)	1198,9 (3,46 В)	CREEXPL-665-1	CREEXPL-665-3	СПЛАВТ-00-0000-0000V5051
Кри МС-Е	5000 К	6500 К	8300 К	М	430 (12.4В)	750,7 (13,61 В)	Н/Д	Н/Д	Н/Д	КРЕМСЕ-W430	Н/Д	МКЭ4ВТ-А2-0000-000М01
Кри XHP35	5000 К	6500 К	8300 К	Е4	716,9 (11,78 В)	1270,3 (12,36 В)	1653,9 (12,78 В)	Н/Д	Н/Д	CREEXHP-765-1	CREEXHP-765-3	СХП35А-00-0000-0Д00Э40Э1
Кри КСБ 1310	5000 К	5000 К	8300 К	К4	897. 7 (18,15В)	1428,5 (18,82 В)	1877.2 (19,43 В)	Н/Д	Н/Д	КСБ1310-18-5000	Н/Д	КСБ1310-0000-000Ф00К450Ф
Кри КСБ 1520	5000 К	5000 К	8300 К	Р4	1646.2 (36,14 В)	2913.2 (37,9 В)	Н/Д	Н/Д	Н/Д	КСБ1520-35-5000	Н/Д	КСБ1520-0000-000Н00П250Ф

Нейтрально-белый Сравнительная таблица яркости светодиодов

Светодиод MFG Тип	Диапазон CCT			Световой поток (лм) при 25°C Прямое напряжение (В f )						LEDПоставка № по каталогу		Излучатель MFG Код заказа
	Мин.	Тип.	Макс.	Группа	350 мА	700 мА	1000 мА	1500 мА	3000 мА	Одноместный	3-местный
Люксеон Мятежник	3500 К	4000 К	5000 К	Н	105 (3 В)	189 (3,2 В)	236 (3,4 В)	Н/Д	Н/Д	07040-PW740-Н	07007-PW740-Н	LXML-PW51
Кри ХР-Е2	3700 К	4000 К	5300 К	Q4	116. 7 (3,04 В)	200 (3,19 В)	254,5 (3,29 В)	Н/Д	Н/Д	CREEXPE2-740-1	CREEXPE2-740-3	XPEBWT-L1-0000-00CE4
Кри XP-G2	3700 К	4000 К	5300 К	Р2	129,3 (2,91 В)	236,4 (3,04 В)	314,4 (3,12 В)	426,3 (3,25 В)	Н/Д	CREEXPG2-NW129	CREEXPG2-NW387	XPGBWT-L1-0000-00EE4
Кри XM-L2	3700 К	4000 К	5300 К	Т5	154.9 (2,84 В)	296,1 (2,95 В)	406,6 (3,02 В)	572.1 (3 В)	973,2 (3,43 В)	CREEXML2-NW296	Н/Д	XMLBWT-00-0000-000LT50E4
Кри XP-L	3700 К	4000 К	5300 К	В3	175,3 (2,87 В)	332 (2,98 В)	456,3 (3,06 В)	644,3 (3,17 В)	1094,6 (3,46 В)	CREEXPL-740-1	CREEXPL-740-3	СПЛАВТ-00-0000-000LV30E5
Кри МС-Е	3700 К	4000 К	5300 К	К	370 (12. 4В)	646 (13,61 В)	Н/Д	Н/Д	Н/Д	КРЕМСЕ-NW370	Н/Д	МКЭ4ВТ-А2-0000-000КЕ4

Теплый белый Сравнительная таблица яркости светодиодов

Светодиод MFG Тип	Диапазон CCT			Световой поток (лм) при 25°C Прямое напряжение (В f )						LEDПоставка № по каталогу		Излучатель MFG Код заказа
	Мин.	Тип.	Макс.	Группа	350 мА	700 мА	1000 мА	1500 мА	3000 мА	Одноместный	3-местный
Люксеон Мятежник	2700 К	3000 К	4000 К	К	77 (3В)	130 (3,2 В)	173 (3,4 В)	Н/Д	Н/Д	07040-PW830-К	07007-PW830-К	LXM3-PW71
Кри ХР-Е2	2200 К	3000 К	3700 К	Q2	102 (3. 04В)	174,8 (3,19 В)	222,5 (3,29 В)	Н/Д	Н/Д	CREEXPE2-830-1	CREEXPE2-830-3	XPEBWT-L1-0000-00AE7
Кри ХТ-Е	2600 К	3000 К	3700 К	Q4	114,8 (3 В)	204,3 (3,2 В)	267 (3,33 В)	353,6 (3,52 В)	Н/Д	CREEXTE-WW100	CREEXTE-WW300	XTEAWT-00-0000-00000LCE7
Кри XP-G2	2600 К	3000 К	3700 К	К5	121.3 (2,91 В)	221,9 (3,04 В)	295,1 (3,12 В)	400,1 (3,25 В)	Н/Д	CREEXPG2-WW121	CREEXPG2-WW363	XPGBWT-L1-0000-00DE7
Кри XM-L2	2600 К	3000 К	3700 К	Т3	131,1 (2,84 В)	250,6 (2,95 В)	344 (3,02 В)	484,1 (3,14 В)	823,5 (3,43 В)	CREEXML2-WW227	Н/Д	XMLBWT-00-0000-000LT30E7
Кри XP-L	2700 К	3000 К	3500 К	У6	158. 6 (2,87 В)	300,4 (2,98 В)	412,8 (3,06 В)	582,9 (3,17 В)	990,4 (3,46 В)	CREEXPL-830-1	CREEXPL-830-3	СПЛАВТ-00-0000-000LU60E7
Кри МС-Е	2600 К	3000 К	3700 К	Дж	320 (12,4 В)	558,7 (13,61 В)	Н/Д	Н/Д	Н/Д	КРЕМСЕ-WW320	Н/Д	МКЭ4ВТ-А2-0000-000ДЖЭ7
Кри КСБ	2600 К	2700 К	3700 К	Дж2	723.8 (18,15В)	1151,7 (18,82 В)	1513,4 (19,34)	Н/Д	Н/Д	КСБ1310-18-2700	Н/Д	КСБ1310-0000-000Ф00х527Ф
Luxeon K 8-Up	2600 К	3000 К	3700 К	А	855 (21 В)	1496.2 (22 В)	2137,5 (22,75)	Н/Д	Н/Д	ЛЮКСЕОН-K-COBWW08	Н/Д	ЛСК8-ПВ30-0008
Кри КСБ 1520	2600 К	2700 К	3700 К	М4	1244. 1 (36,14 В)	2201,5 (37,9 В)	Н/Д	Н/Д	Н/Д	КСБ1520-35-2700	Н/Д	КСБ1520-0000-000Н00М427Ф
Luxeon K 12-Up	2600 К	3000 К	3700 К	А	1280 (31,5 В)	2240 (32,75 В)	3200 (33,5)	Н/Д	Н/Д	LUXEON-K-COBWW12	Н/Д	ЛСК8-ПВ30-0012

В этом отрывке о XM-L2 упоминается еще один важный фактор — размер.Размер имеет значение, так как иногда вам нужен максимально яркий свет на небольшой площади. В моем последнем посте я сравнил XP-L и XM-L2, которые вы можете увидеть здесь. Я обратился к этому сравнению, так как многие люди заметили, что XP-L позиционировался как самый яркий, но XM-L2 не сильно отставал. Вы можете прочитать больше об этом в посте, но XP-L — это, по сути, кристалл XM-L2 в меньшем корпусе. Небольшой корпус позволил затем разместить 3 таких светодиода высокой яркости на нашей звездной плате, чтобы утроить выходную мощность. Один на один Cree XP-L не кажется намного лучше, чем XM-L2, но когда вы видите, что XP-L может утроить это при том же размере, игра чисел полностью меняется.

Надеюсь, я не запутал вас в этом посте, но вы можете видеть, что измерить яркость немного сложнее, чем просто посмотреть на все выходные значения в люменах и сказать, что это самая яркая лампа. Если вам нужен самый яркий светодиод в плане голых излучателей и поверхностного монтажа, то это Cree 3-up XP-L.Надеюсь, этот пост окажется полезным для вас в ваших исследованиях по поиску лучшего светодиода для вас.

Правильный диапазон напряжения для светодиодного приложения

Новое в апреле 2019 г.

Выбор драйвера светодиодов с надлежащим рабочим диапазоном напряжения (область постоянного тока) может показаться довольно простым, но в этой статье объясняется, что это не так просто. Во-первых, нужно понимать, что прямое напряжение светодиода неодинаково от кристалла к кристаллу. Во-вторых, напряжение светодиода меняется при повышении или понижении температуры перехода. Поскольку правильная работа драйвера имеет решающее значение для функциональности и надежности лампы, стоит более подробно изучить эти факторы, влияющие на напряжение светодиода. В этой статье объясняются типичные проблемы, связанные с прямым напряжением светодиодов, и способы правильного определения необходимого запаса напряжения драйвера светодиодов. Также предлагается найти новую функцию в некоторых новых драйверах светодиодов, которая может работать с временным повышенным выходным напряжением, чтобы обойти проблему высокого напряжения светодиода при чрезвычайно низкой температуре.

Проектирование светодиодной лампы представляет собой многоплановую инженерную работу, включающую в себя вопросы оптического, теплового и электрического проектирования. Для достижения целевых оптических требований в первую очередь определяются тип и количество светодиодов, а также их управляющий ток. В зависимости от определенных соображений безопасности и/или модульного подхода к проектированию определенное количество светодиодов помещается в одну цепочку, а другое — параллельно. Когда эти факторы определены, первая оценка рабочего напряжения светодиода может быть сделана путем умножения количества светодиодов в одной цепочке на типичное прямое напряжение (V _forward ) этого светодиода.

В _{вперед_всего} = В _вперед x Число/строка

Приведенный выше расчет дает приблизительное представление о диапазоне рабочего напряжения, и вместе с определенным током возбуждения можно узнать требуемую мощность. Однако это число не является абсолютным значением и не подходит для обеспечения надлежащего электрического проектирования. Чтобы проект учитывал напряжение драйвера, напряжение светодиода должно учитываться 1) характеристикой V-I, 2) производственным отклонением и 3) температурным коэффициентом.В абзаце ниже эти 3 аспекта объясняются отдельно, а в конце статьи приводится пример оценки напряжения и шагов выбора драйвера светодиода.

Характеристики V/I светодиода

Для идеального светодиода прямое напряжение не изменяется при увеличении тока (рис. 1). В действительности, прямое напряжение ДЕЙСТВИТЕЛЬНО изменяется в зависимости от тока, и важно проверять напряжение светодиода на основе фактического расчетного тока, а не ссылаться на стандартные условия испытаний, указанные в спецификации.
В приведенном ниже примере спецификация показывает, что типичное напряжение светодиода составляет 3,2 В. Если светодиод используется не на 350 мА, а на 1 А, то вместо 3,2 В на светодиод фактическое типичное напряжение светодиода составляет 3,8 В на светодиод. Эта разница в 0,6 В может привести к совершенно другому результату, если последовательно подключить большое количество светодиодов. Кроме того, ситуация может стать еще хуже, если драйвер светодиода имеет высокий пульсирующий ток, что приведет к пиковому току выше 1 А и, следовательно, пиковому напряжению превысит 3,8 В.

Характеристики	Блок	Минимальное	Типичный	Максимальное
напряжения в прямом направлении (@ 350mA, 85 ° C)	V		3. 2	3.48

Рис. 1.

Рис. Зрелая добыча должна обеспечивать более жесткий допуск, приводящий к нормальному распределению (например, рис. 3). Типичный допуск по напряжению из-за производственных отклонений составляет менее 10%, что может быть косвенно получено из отношения максимального к типичному для типичного прямого напряжения в таблице данных светодиодов (см. Таблицу 1, столбцы 4 и 5).С другой стороны, производственные данные, такие как фактическое распределение прямого напряжения, возможно, придется проверять непосредственно у производителя светодиодов. Хотя абсолютный максимум/минимум составляет +/- 10 %, по статистике, чем больше светодиодов подключено последовательно, тем больше вероятность того, что суммарное прямое напряжение установится около типичного значения напряжения. Рекомендуется создать некоторый запас по напряжению, безопасным считается запас в 10% от типичного напряжения. Также можно рассмотреть более высокую маржу, которая поставит драйвер в лучшее рабочее состояние и продлит срок службы драйверов. Рис. 3. Распределение прямого напряжения светодиодов производства LED Vf. Против. Temp Прямое напряжение светодиода имеет отрицательный температурный коэффициент, это означает, что чем выше температура, тем ниже прямое напряжение. Поскольку светодиод является самонагревающимся элементом, при правильной тепловой конструкции лампы постоянная рабочая температура и рабочее напряжение светодиода обычно достаточно стабильны. Худший случай наступает, когда лампа запускается при низкой температуре. Чтобы оценить потребность в дополнительном напряжении при низкой температуре, спецификация светодиодов предоставляет типичную кривую V-T в соответствии со стандартными условиями испытаний (например,г. 350 мА). Многие производители также предоставляют программное средство для проверки напряжения в соответствии с переменными параметрами, такими как температура перехода (Tj), управляющий ток и т. д. допуск или разница тока. В первом случае потребность в напряжении носит временный характер, и, таким образом, запас по напряжению не требуется постоянно резервировать. На рынке есть несколько передовых драйверов светодиодов, оснащенных функцией адаптации к напряжению для удовлетворения кратковременных требований к напряжению. Например, HLG-480H-C компании Mean Well имеет функцию «адаптации к окружающей среде», которая может автоматически снижать выходной ток для замены на более высокое выходное напряжение, сохраняя при этом общую выходную мощность в пределах спецификации. По мере того, как лампа включается и постепенно нагревается, напряжение падает до нормального уровня, а затем ток также возвращается к исходному расчетному значению. Функция адаптации к окружающей среде обеспечивает запас напряжения на 20 % выше, чем у обычного драйвера светодиодов. HLG-480H-C1400, работающий от 171~343 В, может временно повысить напряжение до 412 В, чтобы обеспечить успешный запуск ламп при экстремально низких температурах (например,г. -40°С). Серия HVGC с постоянной мощностью, аналогичным образом, допускает более высокое выходное напряжение при уменьшении силы тока. Существуют также различные возможности для других моделей. Если есть какие-либо вопросы о проблеме запуска светодиодов, пожалуйста, свяжитесь с MEAN WELL для получения лучших предложений. Рис. 4 Зависимость температуры от прямого напряжения Пример и сводка В конструкции лампы используется 100 светодиодов, как на рис. 2, ток возбуждения составляет 1,05 А. Всего есть 2 строки, что означает, что каждая строка имеет 50 светодиодов. Минимальная рабочая температура согласно спецификации лампы составляет 0°C.Чтобы определить требования к напряжению: Решение 1: Введите эти параметры в программное обеспечение ПК и получите рабочую точку светодиода с запасом. Более подробно уточните у производителя. Решение 2. Ознакомьтесь со спецификацией светодиода и выполните следующие действия: Шаг 1: Проверьте кривую V-I светодиода, найдите напряжение на кривой в соответствии с заданным током. Согласно рис. 2 типичное прямое напряжение светодиода при 1,05 А составляет 3,8 В Шаг 2: Умножьте это напряжение на количество светодиодов в одной цепочке. 3,8 (В) x 50 (шт.) = 190 В Шаг 3: Учет производственных допусков с использованием отношения максимального напряжения к типовому. 3,48 (В) / 3,2 (В) = 108,75 % 190 (В) x 108,75 % = 206,6 (В) Краткий обзор: Общее прямое напряжение светодиода, типичное значение 190 В Общее прямое напряжение светодиода, в худшем случае 207 В* (* Здесь не учитываются пульсации тока драйвера.) Шаг 4: Учет температурного коэффициента для оценки пускового напряжения в наихудшем случае. Из рис. 4, тип. напряжение при 0°С 3,6В, при 85°С 3,2В. Предположим, что светодиодная лампа обычно работает при Tj 85°C 3,6 (В, Tj=0) / 3,2 (В, Tj=85) = 1,125 меньше 1,2 V Суммарное прямое напряжение светодиода в наихудшем случае составляет 207 В x 1,2 = 248,4 В 207В (435Вт). Это соответствует рейтингу HLG-480C.Кроме того, HLG-480H имеет очень низкую пульсацию тока, поэтому влиянием пульсации на изменение напряжения светодиода можно пренебречь. При низкой температуре требуемое напряжение может временно превышать 249 В, что не находится в пределах нормального диапазона постоянного тока, однако такая ситуация возникает редко, и ее можно покрыть функцией адаптации к окружающей среде HLG-480H-C2100, которая максимально поддерживает 275 В с пониженный ток. Эта статья написана Mean Well и взята с сайта www.meanwell.com светоизлучающих диодов (LED) — узнайте.sparkfun.com Избранное Любимый 64 Введение Светодиоды окружают нас повсюду: В наших телефонах, автомобилях и даже домах. Каждый раз, когда загорается что-то электронное, есть большая вероятность, что за этим стоит светодиод. Они бывают самых разных размеров, форм и цветов, но независимо от того, как они выглядят, у них есть одна общая черта: они — бекон электроники.Считается, что они делают любой проект лучше, и их часто добавляют к маловероятным вещам (к всеобщему удовольствию). Однако, в отличие от бекона, они уже не годятся после того, как их приготовили. Это руководство поможет вам избежать случайных светодиодных барбекю! Впрочем, обо всем по порядку. Что именно — это этот светодиод, о котором все говорят? Светодиоды (это «элли-и-ди») — это особый тип диодов, которые преобразуют электрическую энергию в свет. На самом деле, светодиод означает «Светоизлучающий диод».(Он делает то, что написано на жестяной банке!) И это отражено в сходстве между диодом и светодиодным схематическим обозначением: Короче говоря, светодиоды похожи на крошечные лампочки. Тем не менее, светодиоды требуют гораздо меньше энергии для освещения по сравнению с ними. Они также более энергоэффективны, поэтому они не нагреваются, как обычные лампочки (если только вы не накачиваете их энергией). Это делает их идеальными для мобильных устройств и других приложений с низким энергопотреблением. Однако не сбрасывайте их со счетов в мощной игре. Светодиоды высокой интенсивности нашли свое применение в акцентном освещении, прожекторах и даже автомобильных фарах! Вы уже испытываете тягу? Тяга поставить светодиоды на все подряд? Хорошо, оставайтесь с нами, и мы покажем вам, как! Предлагаемая литература Вот некоторые другие темы, которые будут обсуждаться в этом руководстве. Если вы не знакомы с каким-либо из них, пожалуйста, ознакомьтесь с соответствующим руководством, прежде чем идти дальше. Что такое цепь? Каждый электрический проект начинается со схемы.Не знаете, что такое цепь? Мы здесь, чтобы помочь. Что такое электричество? Мы можем видеть электричество в действии на наших компьютерах, освещая наши дома, как удары молнии во время грозы, но что это такое? Это не простой вопрос, но этот урок прольет на него свет! Диоды Диодный праймер! Свойства диодов, типы диодов и применение диодов. Электроэнергия Обзор электроэнергии, скорость передачи энергии. Мы поговорим об определении мощности, ваттах, уравнениях и номинальных мощностях. 1,21 гигаватт обучающего веселья! Полярность Введение в полярность в электронных компонентах. Узнайте, что такое полярность, в каких частях она присутствует и как ее определить. Предлагаемый просмотр Как их использовать Вот вы и пришли к разумному выводу, что нужно ставить светодиоды на все.Мы думали, ты придешь. Пройдемся по книге правил: 1) Полярность имеет значение В электронике полярность указывает, является ли компонент схемы симметричным или нет. Светодиоды, будучи диодами, пропускают ток только в одном направлении. А когда нет тока, нет и света. К счастью, это также означает, что вы не сможете сломать светодиод, подключив его наоборот. Скорее просто не получится. Положительная сторона светодиода называется «анодом» и маркируется более длинным «выводом» или ножкой.Другая, отрицательная сторона светодиода называется катодом . Ток течет от анода к катоду и никогда в обратном направлении. Перевернутый светодиод может препятствовать правильной работе всей цепи, блокируя протекание тока. Так что не волнуйтесь, если добавление светодиода сломает вашу цепь. Попробуйте перевернуть его. 2) Moar Current равняется Moar Light Яркость светодиода напрямую зависит от потребляемого им тока. Это означает две вещи. Во-первых, сверхъяркие светодиоды быстрее разряжают батареи, потому что дополнительная яркость достигается за счет дополнительной потребляемой мощности.Во-вторых, вы можете контролировать яркость светодиода, контролируя величину тока через него. Но создание настроения — не единственная причина сократить потребление тока. 3) Существует такая вещь, как слишком много энергии Если вы подключите светодиод напрямую к источнику тока, он попытается рассеять столько энергии, сколько ему разрешено потреблять, и, подобно трагическим героям прошлого, он уничтожит себя. Вот почему важно ограничить величину тока, протекающего через светодиод. Для этого мы используем резисторы. Резисторы ограничивают поток электронов в цепи и защищают светодиод от слишком большого тока. Не волнуйтесь, для определения наилучшего номинала резистора требуется лишь немного базовой математики. Вы можете узнать все об этом в примерах применения нашего руководства по резисторам! Резисторы 1 апреля 2013 г. Учебник по всем резисторам вещей. Что такое резистор, как они ведут себя параллельно/последовательно, расшифровка цветовых кодов резисторов и применение резисторов. Пусть вас не пугает вся эта математика, на самом деле очень сложно все испортить. В следующем разделе мы рассмотрим, как сделать светодиодную схему без калькулятора. светодиодов без математики Прежде чем мы поговорим о том, как читать техническое описание, давайте подключим несколько светодиодов. В конце концов, это учебник по светодиодам, а не учебник по для чтения . Это также не учебник по математике, поэтому мы дадим вам несколько практических правил для запуска и работы светодиодов.Как вы, вероятно, поняли из информации в предыдущем разделе, вам понадобится батарея, резистор и светодиод. Мы используем батарею в качестве источника питания, потому что ее легко найти, и она не может обеспечить опасное количество тока. Базовый шаблон для светодиодной цепи довольно прост, просто подключите батарею, резистор и светодиод последовательно. Нравится: Резистор 330 Ом Хорошим номиналом резистора для большинства светодиодов является 330 Ом (оранжевый — оранжевый — коричневый). Вы можете использовать информацию из последнего раздела, чтобы помочь вам определить точное значение, которое вам нужно, но это светодиоды без математики . Итак, начните с того, что вставьте резистор 330 Ом в приведенную выше схему и посмотрите, что произойдет. Метод проб и ошибок Интересная особенность резисторов заключается в том, что они рассеивают дополнительную мощность в виде тепла, поэтому, если у вас есть резистор, который нагревается, вам, вероятно, нужно использовать меньшее сопротивление. Однако, если ваш резистор слишком мал, вы рискуете сжечь светодиод! Учитывая, что у вас есть несколько светодиодов и резисторов, вот блок-схема, которая поможет вам спроектировать светодиодную схему методом проб и ошибок: Броски с батарейкой типа «таблетка» Еще один способ зажечь светодиод — просто подключить его к батарейке типа «таблетка»! Так как батарейка типа «таблетка» не может обеспечить ток, достаточный для повреждения светодиода, вы можете соединить их напрямую! Просто вставьте батарейку типа «таблетка» CR2032 между выводами светодиода. Длинная ножка светодиода должна касаться стороны батареи, отмеченной знаком «+». Теперь вы можете обмотать все это лентой, добавить магнит и приклеить к чему-либо! Ура метателям! Конечно, если вы не получаете отличных результатов методом проб и ошибок, вы всегда можете взять свой калькулятор и посчитать. Не волнуйтесь, рассчитать наилучшее значение резистора для вашей схемы несложно. Но прежде чем вы сможете определить оптимальное значение резистора, вам нужно найти оптимальный ток для вашего светодиода.Для этого нам нужно сообщить в техпаспорт… Узнать подробности Не подключайте никакие странные светодиоды к своим цепям, это просто вредно для здоровья. Познакомьтесь с ними первыми. А как лучше читать даташит. В качестве примера мы рассмотрим техническое описание нашего базового красного светодиода 5 мм. Светодиод Ток Начиная сверху и спускаясь вниз, первое, с чем мы сталкиваемся, это очаровательный стол: Ах, да, но что все это значит? В первой строке таблицы указано, какой ток ваш светодиод сможет непрерывно выдерживать. В этом случае вы можете дать ему 20 мА или меньше, и он будет светить ярче всего при 20 мА. Вторая строка говорит нам, каким должен быть максимальный пиковый ток для коротких импульсов. Этот светодиод может выдерживать короткие скачки до 30 мА, но вы не хотите поддерживать этот ток слишком долго. Это техническое описание даже достаточно полезно, чтобы предложить стабильный диапазон тока (в третьем ряду сверху) 16-18 мА. Это хорошее целевое число, которое поможет вам произвести расчеты резисторов, о которых мы говорили. Следующие несколько строк менее важны для целей данного руководства.Обратное напряжение — это свойство диода, о котором в большинстве случаев не стоит беспокоиться. Рассеиваемая мощность — это мощность в милливаттах, которую светодиод может использовать до того, как он выйдет из строя. Это должно работать само собой, пока вы держите светодиод в пределах рекомендуемых значений напряжения и тока. Напряжение светодиода Посмотрим, какие еще столы сюда поставили. .. А! Полезный столик! Первая строка говорит нам, каким будет прямое падение напряжения на светодиоде.Прямое напряжение — это термин, который часто встречается при работе со светодиодами. Это число поможет вам решить, какое напряжение потребуется вашей схеме для питания светодиода. Если у вас есть более одного светодиода, подключенного к одному источнику питания, эти цифры действительно важны, потому что прямое напряжение всех светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение питания. Мы поговорим об этом более подробно позже в более подробном разделе этого руководства. Длина волны светодиода Во второй строке этой таблицы указана длина волны света.Длина волны — это, по сути, очень точный способ объяснить, какого цвета свет. Это число может немного варьироваться, поэтому в таблице указаны минимум и максимум. В данном случае это от 620 до 625 нм, что находится как раз на нижнем красном конце спектра (от 620 до 750 нм). Опять же, мы рассмотрим длину волны более подробно в более подробном разделе. Яркость светодиода Последняя строка (обозначенная как «Интенсивность света») показывает, насколько ярким может быть светодиод. Единица мкд, или милликандела , является стандартной единицей измерения интенсивности источника света.Этот светодиод имеет максимальную интенсивность 200 мкд, что означает, что он достаточно яркий, чтобы привлечь ваше внимание, но не совсем яркий фонарик. При 200 мкд этот светодиод мог бы стать хорошим индикатором. Угол обзора Далее у нас есть веерообразный график, представляющий угол обзора светодиода. Различные стили светодиодов будут включать линзы и отражатели, чтобы либо концентрировать большую часть света в одном месте, либо распространять его как можно шире. Некоторые светодиоды подобны прожекторам, испускающим фотоны во всех направлениях; Другие настолько направленны, что вы не можете сказать, что они включены, если не смотрите прямо на них.Чтобы прочитать график, представьте, что светодиод стоит прямо под ним. «Спицы» на графике обозначают угол обзора. Круглые линии представляют интенсивность в процентах от максимальной интенсивности. Этот светодиод имеет довольно узкий угол обзора. Вы можете видеть, что если смотреть прямо вниз на светодиод, он наиболее яркий, потому что при 0 градусах синие линии пересекаются с самым внешним кругом. Чтобы получить угол обзора 50 %, угол, при котором интенсивность света вдвое меньше, проследуйте по кругу 50 % на графике, пока он не пересечет синюю линию, затем следуйте по ближайшему выступу, чтобы считать угол.Для этого светодиода угол обзора 50% составляет около 20 градусов. Размеры Наконец, механический чертеж. Это изображение содержит все размеры, которые вам понадобятся для установки светодиода в корпус! Обратите внимание, что, как и у большинства светодиодов, у этого есть небольшой фланец внизу. Это удобно, когда вы хотите установить его в панель. Просто просверлите отверстие идеального размера для корпуса светодиода, и фланец предотвратит его падение! Теперь, когда вы знаете, как расшифровать техническое описание, давайте посмотрим, какие причудливые светодиоды вы можете встретить в дикой природе. .. Типы светодиодов Поздравляем, вы знаете основы! Может быть, вы даже получили в свои руки несколько светодиодов и начали их освещать, это потрясающе! Как бы вы хотели активизировать свою игру с миганием? Давайте поговорим о том, как сделать что-то необычное за пределами вашего стандартного светодиода. Крупный план сверхяркого светодиода 5 мм Крупный план Типы светодиодов Вот другие персонажи. Светодиоды RGB Светодиоды RGB (красный-зеленый-синий) на самом деле представляют собой три светодиода в одном! Но это не значит, что он может делать только три цвета.Поскольку красный, зеленый и синий являются аддитивными основными цветами, вы можете контролировать интенсивность каждого из них, чтобы создать любой цвет радуги. Большинство светодиодов RGB имеют четыре контакта: по одному для каждого цвета и общий контакт. У некоторых общий штырек является анодом, а у других катодом. Общий прозрачный светодиод RGB с катодом Светодиоды с интегральными схемами Велоспорт Некоторые светодиоды умнее других. Возьмем, к примеру, велосипедный светодиод. Внутри этих светодиодов на самом деле есть интегральная схема, которая позволяет светодиоду мигать без какого-либо внешнего контроллера.Вот крупным планом микросхема (большой черный квадратный чип на кончике наковальни), управляющая цветами. 5-миллиметровый светодиодный индикатор с медленным циклом крупным планом Просто включите его и смотрите, как он работает! Они отлично подходят для проектов, где вы хотите немного больше действий, но не имеете места для схемы управления. Есть даже мигающие светодиоды RGB, которые переключаются между тысячами цветов! Адресные светодиоды Другие типы светодиодов могут управляться индивидуально.Существуют различные наборы микросхем (WS2812, APA102, UCS1903 и многие другие), используемые для управления отдельными светодиодами, соединенными вместе. Ниже показан крупный план WS2812. Большая квадратная микросхема справа управляет цветами по отдельности. Адресный WS2812 PTH Close Up Встроенный резистор Что это за магия? Светодиод со встроенным резистором? Верно. Существуют также светодиоды с небольшим токоограничивающим резистором. Если вы внимательно посмотрите на изображение ниже, на штыре есть небольшая черная квадратная микросхема для ограничения тока на этих типах светодиодов. Светодиод со встроенным резистором Крупный план Итак, подключите светодиод со встроенным резистором к источнику питания и зажгите его! Мы протестировали эти типы светодиодов при напряжении 3,3 В, 5 В и 9 В. Сверхъяркий зеленый светодиод со встроенным резистором Примечание: В техническом описании светодиодов со встроенным резистором указано, что рекомендуемое прямое напряжение составляет около 5 В. Тестирование одного на 5 В, он потребляет около 18 мА. Стресс-тест с батареей 9В, тянет около 30мА. Вероятно, это верхний предел входного напряжения. Использование более высокого напряжения может сократить срок службы светодиода. При напряжении около 16 В в наших стресс-тестах светодиод перегорел. Корпуса для поверхностного монтажа (SMD) Светодиоды SMD представляют собой не столько определенный вид светодиодов, сколько тип корпуса. По мере того, как электроника становится все меньше и меньше, производители придумали, как втиснуть больше компонентов в меньшее пространство. Детали SMD (Surface Mount Device) представляют собой крошечные версии своих стандартных аналогов.Вот крупный план адресуемого светодиода WS2812B, упакованного в небольшой корпус 5050. Адресный WS2812B Крупный план SMD-светодиоды бывают нескольких размеров, от довольно больших до размеров меньше рисового зерна! Поскольку они такие маленькие и имеют подушечки вместо ножек, с ними не так просто работать, но если у вас мало места, они могут быть именно тем, что прописал доктор. Пакет WS2812B-5050 Пакет APA102-2020 Светодиоды SMD также упрощают и ускоряют установку большого количества светодиодов на печатные платы и ленты.Вы, вероятно, не стали бы вручную припаивать все эти компоненты вручную. Крупный план адресной светодиодной матрицы 8×32 (WS2812-5050) Адресная светодиодная лента 5M (APA102-5050) с питанием Высокая мощность Мощные светодиоды от таких производителей, как Luxeon и CREE, невероятно яркие. Они ярче, чем суперяркие! Как правило, светодиод считается высокомощным, если он может рассеивать мощность 1 Вт или более.Это причудливые светодиоды, которые вы найдете в действительно хороших фонариках. Массивы из них можно построить даже для прожекторов и автомобильных фар. Поскольку через светодиод проходит так много энергии, для них часто требуются радиаторы. Радиатор — это, по сути, кусок теплопроводного металла с большой площадью поверхности, задачей которого является передача как можно большего количества отработанного тепла в окружающий воздух. В конструкцию некоторых разделительных досок, таких как показанная ниже, может быть встроено некоторое рассеивание тепла. Мощный RGB-светодиод Алюминиевая задняя панель для некоторого рассеивания тепла Мощные светодиоды могут генерировать столько отработанного тепла, что могут повредить себя без надлежащего охлаждения. Не позволяйте термину «отработанное тепло» обмануть вас, эти устройства по-прежнему невероятно эффективны по сравнению с обычными лампочками. Для управления можно использовать драйвер светодиода постоянного тока. Специальные светодиоды Существуют даже светодиоды, излучающие свет за пределами обычного видимого спектра. Например, вы, вероятно, используете инфракрасные светодиоды каждый день. Они используются в таких вещах, как пульты от телевизора, для отправки небольших фрагментов информации в виде невидимого света! Они могут выглядеть как стандартные светодиоды, поэтому их будет трудно отличить от обычных светодиодов. ИК-светодиод На противоположном конце спектра также можно найти ультрафиолетовые светодиоды. Ультрафиолетовые светодиоды заставят некоторые материалы флуоресцировать, как черный свет! Они также используются для дезинфекции поверхностей, поскольку многие бактерии чувствительны к ультрафиолетовому излучению.Они также могут быть использованы для обнаружения подделок (купюры, кредитные карты, документы и т. д.), солнечных ожогов, список можно продолжить. Пожалуйста, надевайте защитные очки при использовании этих светодиодов. УФ-светодиод Проверка банкноты США Дополнительные светодиоды Имея в своем распоряжении такие причудливые светодиоды, нет оправдания тому, что что-то останется неосвещенным. Однако, если ваша жажда знаний о светодиодах не утолена, тогда читайте дальше, и мы подробно рассмотрим светодиоды, цвет и силу света! Копаем глубже Итак, вы закончили со светодиодами 101 и хотите еще? О, не волнуйтесь, у нас есть еще.Давайте начнем с науки о том, что заставляет светодиоды тикать… э-э… мигать. Мы уже упоминали, что светодиоды — это особый вид диодов, но давайте углубимся в то, что именно это означает: . То, что мы называем светодиодом, на самом деле представляет собой светодиод и упаковку вместе, но сам светодиод на самом деле крошечный! Это чип полупроводникового материала, легированный примесями, которые создают границу для носителей заряда. Когда ток течет в полупроводник, он перескакивает с одной стороны этой границы на другую, высвобождая при этом энергию.В большинстве диодов эта энергия уходит в виде тепла, но в светодиодах эта энергия рассеивается в виде света! Длина волны света и, следовательно, цвет зависят от типа полупроводникового материала, используемого для изготовления диода. Это связано с тем, что структура энергетических зон полупроводников различается между материалами, поэтому фотоны излучаются с разными частотами. Вот таблица распространенных светодиодных полупроводников по частоте: Усеченная таблица полупроводниковых материалов по цветам. Полная таблица доступна в статье Википедии для «LED» . В то время как длина волны света зависит от ширины запрещенной зоны полупроводника, интенсивность зависит от количества энергии, проходящей через диод.Мы немного говорили об интенсивности света в предыдущем разделе, но это больше, чем просто числовое значение того, насколько ярко что-то выглядит. Единица измерения силы света называется кандела, хотя, когда вы говорите об интенсивности одного светодиода, вы обычно находитесь в диапазоне милликандела. Что интересно в этой единице, так это то, что на самом деле это не мера количества световой энергии, а фактическая мера «яркости». Это достигается путем взятия мощности, излучаемой в определенном направлении, и взвешивания этого числа с помощью функции светимости света. Человеческий глаз более чувствителен к некоторым длинам волн света, чем к другим, и функция светимости представляет собой стандартизированную модель, учитывающую эту чувствительность. Сила света светодиодов может варьироваться от десятков до десятков тысяч милликандел. Индикатор питания на вашем телевизоре, вероятно, составляет около 100 мкд, тогда как у хорошего фонарика может быть 20 000 мкд. Смотреть прямо на что-то более яркое, чем несколько тысяч милликандел, может быть болезненно; не пытайтесь. Прямое падение напряжения О, я также обещал, что мы поговорим о концепции прямого падения напряжения.Помните, когда мы смотрели техническое описание, я упомянул, что прямое напряжение всех ваших светодиодов, сложенных вместе, не может превышать напряжение вашей системы? Это связано с тем, что каждый компонент в вашей схеме должен совместно использовать напряжение, и количество напряжения, которое каждая часть использует вместе, всегда будет равно доступному количеству. Это называется законом напряжения Кирхгофа. Таким образом, если у вас есть источник питания 5 В, и каждый из ваших светодиодов имеет прямое падение напряжения 2,4 В, вы не сможете питать более двух одновременно. Законы Кирхгофа также пригодятся, когда вы хотите приблизить напряжение на данной части на основе прямого напряжения других частей. Например, в примере, который я только что привел, есть источник питания 5 В и 2 светодиода с прямым падением напряжения 2,4 В каждый. Конечно, мы хотели бы включить токоограничивающий резистор, верно? Как узнать напряжение на этом резисторе? Это просто: 5 (напряжение системы) = 2,4 (светодиод 1) + 2,4 (светодиод 2) + резистор 5 = 4.8 + Резистор Резистор = 5 — 4,8 Резистор = 0,2 Итак, на резисторе 0,2 В! Это упрощенный пример, и это не всегда так просто, но, надеюсь, это даст вам представление о важности прямого падения напряжения. Используя значение напряжения, которое вы получаете из законов Кирхгофа, вы также можете делать такие вещи, как определение тока через компонент с помощью закона Ома. Короче говоря, вы хотите, чтобы напряжение вашей системы было равно ожидаемому прямому напряжению компонентов вашей комбинированной схемы. Расчет токоограничивающих резисторов Если вам нужно рассчитать точное значение токоограничивающего резистора, включенного последовательно со светодиодом, ознакомьтесь с одним из примеров приложений в руководстве по резисторам для получения дополнительной информации. Ресурсы и дальнейшее продвижение Вы сделали это! Вы знаете почти все… о светодиодах. Теперь иди и ставь светодиоды на все, что угодно! А теперь… драматичная реконструкция светодиода без токоограничивающего резистора, перегруженного и перегоревшего: Ага… это не зрелищно. Если вы хотите узнать больше о некоторых темах, связанных со светодиодами, посетите эти другие учебные пособия: Легкий Свет является полезным инструментом для инженера-электрика. Понимание того, как свет связан с электроникой, является фундаментальным навыком для многих проектов. ИК-связь В этом руководстве объясняется, как работает обычная инфракрасная (ИК) связь, а также показано, как настроить простой ИК-передатчик и приемник с помощью Arduino. Как производятся светодиоды Мы совершим экскурсию по производителю светодиодов и узнаем, как производятся светодиоды PTH 5 мм для SparkFun. Носимая светодиодная танцевальная привязь с управлением движением Управляйте светодиодами в зависимости от вашего движения с помощью акселерометра! Заставьте ваши светодиоды дышать, постепенно вспыхивая и гаснув, когда вы лежите на полу, выключайте светодиоды, когда двигаетесь в свою сторону, или заставляйте светодиоды мигать в стойке на голове! Руководство по подключению RedBoard Turbo Введение в RedBoard Turbo. Повысьте свои навыки работы с Arduino с помощью мощного процессора SAMD21 ARM Cortex M0+!   Хотите узнать больше о светодиодах? См. нашу страницу LED , где вы найдете все, что вам нужно знать, чтобы начать использовать эти компоненты в своем проекте. Отведи меня туда!   Или посмотрите некоторые из этих сообщений в блоге: Сколько вольт нужно, чтобы зажечь светодиод? Обычно прямое напряжение светодиода находится в пределах 1.8 и 3.3 вольта . Он зависит от цвета светодиода . Красный светодиод обычно падает примерно от 1,7 до 2,0 вольт , но поскольку падение напряжения и частота света увеличиваются с увеличением ширины запрещенной зоны, синий светодиод может падать примерно от 3 до 3,3 вольт . Нажмите, чтобы увидеть полный ответ. Также известно, повредит ли низкое напряжение светодиодные лампы? Underdrive не повредит светодиод , на самом деле увеличит срок службы.Нельзя снизить мощность светодиода при слишком низком или напряжении , поскольку светодиод просто не будет излучать света , если напряжение слишком низкое . (Разница в напряжении , необходимом для понижения света на выходе , очень мала. Можно также спросить, какое максимальное напряжение для светодиода? , для экономии энергии, для разрешения использования стандартного номинала резистора или для уменьшения яркости.Обычно прямое напряжение светодиода составляет от 1,8 до 3,3 вольт. Также, чтобы узнать, сколько энергии потребляет светодиод? Для расчета потребляемой мощности светодиода просто умножьте напряжение светодиода (в вольтах) на ток светодиода (в амперах). Результат, измеренный в ваттах, представляет собой количество мощности ваших светодиодов , потребляемой . Например, если ваш светодиод имеет напряжение 3,6 и ток 20 миллиампер, он будет использовать 72 милливатт мощности . Как проверить светодиод? Ступени Купите цифровой мультиметр, который может снимать показания диодов. Подсоедините красный и черный щупы. Поверните шкалу мультиметра до настройки диода. Подсоедините черный щуп к катоду, а красный щуп к аноду. Проверьте значение на цифровом дисплее мультиметра. Оценить яркость светодиода. Руководство по проектированию светодиодных схем и основам работы со светодиодами Аннотация: В течение многих лет светодиоды (LED) были популярным выбором для использования в индикаторах состояния и матричных панелях.Теперь вы можете выбирать между недавно разработанными синими и белыми типами (широко используемыми в портативных устройствах), а также вездесущими зелеными, красными и желтыми типами. Например, белые светодиоды считаются идеальным фоновым освещением для цветных дисплеев. Но следует учитывать присущие этим новым светодиодным устройствам особенности при проектировании блоков питания для них. В этой статье описываются свойства старых и новых светодиодов, а также производительность, необходимая для источников питания, которые их активируют. Стандартные красный, зеленый и желтый светодиоды Самый простой способ управлять светодиодом — подать на него источник напряжения с последовательным резистором.Светодиод излучает свет постоянной интенсивности, пока рабочее напряжение (V B ) остается постоянным (хотя интенсивность уменьшается с повышением температуры окружающей среды). Вы можете изменить интенсивность света по мере необходимости, изменяя номинал резистора. Для стандартного светодиода диаметром 5 мм: . На рис. 1 показано прямое напряжение (V F ) в зависимости от прямого тока (I F ). Обратите внимание, что падение напряжения на светодиоде увеличивается с увеличением прямого тока. Предполагая, что один зеленый светодиод с прямым током 10 мА должен иметь постоянное рабочее напряжение 5 В, последовательный резистор R V равен (5 В — V F, 10 мА )/10 мА = 300 Ом.Прямое напряжение составляет 2 В, как показано на графике типичных рабочих условий, приведенном в техническом паспорте (, рис. 2, ). Рис. 1. Стандартные красные, зеленые и желтые светодиоды имеют прямое напряжение в диапазоне от 1,4 В до 2,6 В в зависимости от желаемой яркости и выбора прямого тока. Для прямых токов ниже 10 мА прямое напряжение изменяется всего на несколько сотен милливольт. Рис. 2. Последовательный резистор и источник постоянного напряжения обеспечивают простой способ управления светодиодом. Товарные диоды, подобные этому, изготавливаются из комбинации арсенида галлия и фосфида. Простые в обращении и известные большинству инженеров-конструкторов, они обладают рядом преимуществ: Излучаемый цвет (длина излучаемой волны) остается относительно постоянным при изменении прямого тока, рабочего напряжения и температуры окружающей среды. Стандартные зеленые светодиоды излучают длину волны около 565 нм с небольшим допуском всего 25 нм. Параллельное использование нескольких таких светодиодов не представляет проблемы ( Рисунок 3 ), поскольку разница в цвете очень мала.Нормальное изменение прямого напряжения вызывает небольшие различия в интенсивности света, но они также незначительны. Обычно вы можете пренебречь любыми различиями между светодиодами одного производителя и одной партии. Прямое напряжение мало изменяется при прямом токе примерно до 10 мА. Разница составляет около 200 мВ для красных светодиодов и около 400 мВ для других цветов (рис. 1). Для прямых токов ниже 10 мА прямое напряжение намного меньше, чем для синих или белых светодиодов, что позволяет недорого работать непосредственно от элемента Li+ или тройного элемента NiMH. Рис. 3. Показанная конфигурация использует несколько красных, желтых или зеленых светодиодов параллельно с очень небольшой разницей в цвете или яркости. Таким образом, стоимость электроэнергии для работы стандартных светодиодов достаточно низкая. Повышающие преобразователи или сложные и дорогие источники тока не нужны, если рабочее напряжение светодиода выше, чем его максимальное прямое напряжение. Эти светодиоды могут работать даже непосредственно от Li+ или тройных NiMH элементов, если приложение допускает снижение интенсивности света по мере разряда элементов аккумулятора. Синие светодиоды Светодиоды, излучающие синий свет, долгое время были недоступны. Инженеры-конструкторы смогли прибегнуть только к существующим цветам: красному, зеленому и желтому. Ранние «синие» устройства на самом деле были не синими светодиодами, а небольшими лампочками накаливания, окруженными диффузором синего цвета. Первые «истинно синие» светодиоды были разработаны несколько лет назад с использованием чистого кремнийуглеродного материала (SiC), но их светоотдача была низкой. Устройства следующего поколения имели базовый материал из нитрида галлия, который достиг светоотдачи в несколько раз по сравнению с первыми версиями.Сегодняшний эпитаксиальный материал для синих светодиодов называется нитридом индия-галлия (InGaN). Излучая с длиной волны в диапазоне от 450 до 470 нм, светодиоды InGaN производят в пять раз больше света, чем светодиоды из нитрида галлия. Белые светодиоды Настоящие светодиоды, излучающие белый свет, недоступны. Такое устройство сложно построить, потому что светодиоды обычно излучают одну длину волны. Белый не появляется в спектре цветов; вместо этого для восприятия белого цвета требуется смесь длин волн. Используется трюк для изготовления белых светодиодов.Основной материал InGaN, излучающий синий цвет, покрыт материалом преобразователя, который излучает желтый свет при стимуляции синим светом. В результате получается смесь синего и желтого света, воспринимаемая глазом как белая (, рис. 4, ). Рис. 4. Длина волны излучения белого светодиода (сплошная кривая) включает пики в синей и желтой областях, но человеческий глаз интерпретирует их как белый свет. Для сравнения показана относительная светочувствительность человеческого глаза (пунктирная кривая). Цвет белого светодиода определяется цветовыми координатами. Значения этих координат X и Y рассчитываются в соответствии с инструкциями, приведенными в публикации 15.2 Международной комиссии по освещению (CIE). В спецификациях белых светодиодов часто указывается изменение этих цветовых координат при увеличении прямого тока (, рис. 5, ). Рис. 5. Изменение прямого тока изменяет координаты цветности белого светодиода (LE Q983 от OSRAM Opto Semiconductors) и, следовательно, качество его белого света. К сожалению, со светодиодами на основе InGaN не так просто обращаться, как со стандартными зелеными, красными и желтыми светодиодами. Преобладающая длина волны (цвет) светодиода InGaN изменяется в зависимости от прямого тока (, рис. 6, ). Белые светодиоды, например, демонстрируют сдвиг цвета из-за различных концентраций материала преобразователя, в дополнение к изменению длины волны с прямым напряжением для материала InGaN, излучающего синий свет. Это изменение цвета можно увидеть на рисунке 5, где смещение координат X и Y означает изменение цвета.(Как упоминалось ранее, белые светодиоды не имеют определенной длины волны.) Рис. 6. Увеличение прямого тока изменяет оттенок синего светодиода за счет изменения длины волны его излучения. Прямое напряжение сильно изменяется при прямом токе до 10 мА. Диапазон изменения составляет около 800 мВ (некоторые типы диодов изменяются еще больше). Таким образом, изменение рабочего напряжения, вызванное разрядкой батареи, меняет цвет, поскольку изменение рабочего напряжения изменяет прямой ток.При прямом токе 10 мА прямое напряжение составляет около 3,4 В (эта величина варьируется в зависимости от производителя и колеблется от 3,1 В до 4,0 В). Вольт-амперная характеристика также сильно различается от светодиода к светодиоду (см. ниже). Работа светодиода напрямую от батареи затруднена, потому что состояние разрядки большинства батарей ниже минимально необходимого прямого напряжения светодиода. Белые светодиоды работают параллельно Многие портативные устройства и устройства с батарейным питанием используют белые светодиоды для фоновой подсветки.В частности, цветные дисплеи КПК нуждаются в белой подсветке для получения цветопередачи, близкой к оригиналу. Будущие мобильные телефоны 3G будут поддерживать изображения и видеоданные, для которых требуется белая подсветка. Цифровые фотокамеры, MP3-плееры и другое видео- и аудиооборудование также включают в себя дисплеи, для которых требуется белая подсветка. В большинстве случаев одного белого светодиода недостаточно, поэтому необходимо использовать несколько светодиодов вместе. Необходимо предпринять специальные шаги, чтобы убедиться, что их интенсивность и цвет совпадают, даже если заряд батареи и другие условия различаются. На рис. 7 показаны вольтамперные характеристики группы случайно выбранных белых светодиодов. При подаче на эти светодиоды напряжения 3,3 В (верхняя пунктирная линия) возникают прямые токи в диапазоне от 2 мА до 5 мА, что, в свою очередь, дает различные оттенки белого цвета. Координата Y, в частности, сильно изменяется в этой области (рис. 5), что приводит к неверному воспроизведению цвета на освещенном дисплее. Светодиоды также имеют разную силу света, что создает неоднородное освещение.Еще одна проблема – требуемое минимальное напряжение питания. Для работы светодиодов необходимо напряжение значительно выше 3 В. Ниже этого уровня несколько светодиодов могут оставаться полностью темными. Рис. 7. Эти кривые иллюстрируют значительные различия в вольт-амперных характеристиках белых светодиодов, даже случайно выбранных из одной производственной партии. Параллельная работа нескольких таких светодиодов при постоянном напряжении 3,3 В (верхняя пунктирная линия) дает разные оттенки белого и разную яркость. Полностью заряженный литий-ионный аккумулятор обеспечивает выходное напряжение 4,2 В, которое после короткого периода работы падает до номинального значения 3,5 В. Это напряжение снижается до 3,0 В по мере разрядки аккумулятора. Если белые светодиоды работают напрямую от батареи, как показано на рисунке 3, возникают следующие проблемы: Сначала, когда батарея полностью заряжена, светятся все диоды, но с разными оттенками интенсивности света и цвета. Когда напряжение батареи падает до номинального уровня, интенсивность света уменьшается, а различия в белом цвете становятся сильнее.Поэтому разработчик должен учитывать значение напряжения батареи и прямого напряжения диода, для которых рассчитывается последовательный резистор. (При полностью разряженной батарее некоторые светодиоды будут полностью темными.) Загрузочный насос с регулятором тока Целью источника питания светодиодов является обеспечение достаточно высокого выходного напряжения и обеспечение одинакового тока через все параллельно подключенные светодиоды. Обратите внимание (рис. 5), что если все белые светодиоды параллельной конфигурации имеют одинаковые токи, все они будут иметь одинаковые координаты цветности.Для этой цели Maxim предлагает зарядовый насос с контролем тока (MAX1912). В параллельной конфигурации трех светодиодов, показанной на рис. 8 , зарядовый насос представляет собой крупномасштабный тип, который увеличивает входное напряжение в 1,5 раза. Раньше зарядовые насосы просто удваивали входное напряжение, но этот новый метод обеспечивает более высокую эффективность. Входное напряжение повышается до уровня, который позволяет работать только светодиодам. Сети резисторов, подключенные к SET (вывод 10), обеспечивают одинаковые токи во всех светодиодах.Внутренняя схема поддерживает напряжение SET на уровне 200 мВ, поэтому ток через любой светодиод можно рассчитать как I LED = 200 мВ/10 Ом = 20 мА. Если для некоторых диодов требуется меньший ток, вы можете подключить более трех диодов параллельно, поскольку MAX1912 выдает до 60 мА. См. техническое описание MAX1912 для дальнейших применений и схем. Рис. 8. Эта ИС сочетает зарядовый насос с управлением током. Насос заряда обеспечивает достаточное рабочее напряжение для белых светодиодов, а управление током обеспечивает однородный белый свет, пропуская одинаковые токи через каждый светодиод. Простое управление током Белые светодиоды могут легко работать, если система обеспечивает напряжение выше, чем прямое напряжение диодов. Цифровые фотокамеры, например, обычно имеют питание +5 В. В этом случае вам не нужна функция форсирования, потому что напряжение питания имеет достаточный запас для питания светодиодов. Для схемы, показанной на рис. 8, следует выбрать согласованный источник тока. Например, MAX1916 может параллельно управлять тремя светодиодами (, рис. 9, ). Рисунок 9. Один внешний резистор (R SET ) программирует значение одинаковых токов, подаваемых на каждый светодиод. Подача сигнала с широтно-импульсной модуляцией на контакт включения (EN) этой ИС обеспечивает простое управление яркостью (функция затемнения). Операция проста: Резистор R SET программирует ток, проходящий через подключенные светодиоды. Этот подход занимает очень мало места на доске. Помимо микросхемы (небольшой корпус SOT23 с 6 выводами) и нескольких обходных конденсаторов, требуется только один внешний резистор.ИС обеспечивает превосходное согласование токов между светодиодами на уровне 0,3%. Эта конфигурация обеспечивает идентичные местоположения цветности и, следовательно, идентичные типы белого света от каждого светодиода. Диммирование Меняется интенсивность света Некоторые портативные устройства регулируют интенсивность своего светового потока в зависимости от условий окружающего освещения, а другие снижают интенсивность света с помощью программного обеспечения после короткого периода ожидания. Обе эти операции требуют затемнения светодиодов, и такая функция затемнения должна одинаково влиять на каждый прямой ток, чтобы избежать возможных сдвигов в координации цветности.Такой однородности можно добиться с помощью небольшого цифро-аналогового преобразователя, который регулирует ток через резистор R SET . Преобразователь с 6-битным разрешением, такой как MAX5362, с интерфейсом, совместимым с I 2 C*, или MAX5365, с интерфейсом, совместимым с SPI™, позволяет использовать функцию диммирования с 32 ступенями интенсивности света ( Рис. 10 ). Тип белого света светодиодов меняется с изменением яркости, потому что прямой ток влияет на координаты цветности.Это не должно быть проблемой, потому что одинаковые прямые токи заставляют каждый диод в группе излучать одинаковый свет. Рис. 10. Этот цифро-аналоговый преобразователь управляет диммированием светодиодов путем одновременного изменения их прямых токов. Функция затемнения, при которой координаты цветности не меняются, называется широтно-импульсной модуляцией. Это может быть реализовано с большинством источников питания, которые обеспечивают функцию включения или выключения. MAX1916, например, ограничивает ток утечки через светодиоды всего до 1 мкА, как только часть отключается путем понижения EN.Результат — нулевое излучение света. Подтягивание EN к высокому уровню направляет запрограммированный прямой ток через светодиоды. Если вы подаете сигнал с широтно-импульсной модуляцией на EN, яркость будет пропорциональна коэффициенту заполнения этого сигнала. Координаты цветности не меняются, потому что каждый светодиод продолжает видеть один и тот же прямой ток. Однако человеческий глаз воспринимает изменение рабочего цикла как изменение яркости. Частоты выше 25 Гц не воспринимаются человеческим глазом, поэтому частота переключения 200-300 Гц является хорошим выбором для ШИМ-диммирования.Более высокие частоты могут вызвать проблемы, поскольку координаты цветности могут смещаться в течение короткого интервала времени, необходимого для включения и выключения светодиодов. ШИМ-сигнал может подаваться с вывода ввода-вывода микропроцессора или с одного из его периферийных устройств. Количество доступных шагов яркости зависит от ширины регистра счетчика, используемого для этой цели. Импульсный повышающий преобразователь с контролем тока Помимо упомянутого выше зарядового насоса (MAX1912), вы также можете реализовать повышающий преобразователь с управлением по току.Импульсный преобразователь напряжения MAX1848, например, генерирует выходное напряжение до 13 В, чего достаточно для последовательного включения трех светодиодов (, рис. 11, ). Этот подход, вероятно, самый чистый, потому что все светодиоды, соединенные последовательно, имеют одинаковый ток. Ток светодиода определяется параметром R SENSE и напряжением, подаваемым на вход CTRL. Рис. 11. Этот импульсный повышающий преобразователь обеспечивает работу нескольких светодиодов последовательно. Все они имеют одинаковый прямой ток, который управляется через вход CTRL (например) цифро-аналоговым преобразователем. MAX1848 может реализовать функцию диммирования любым из описанных выше способов. Прямой ток через светодиоды пропорционален напряжению на выводе CTRL. Поскольку MAX1848 переходит в режим выключения, когда напряжение, подаваемое на CTRL, падает ниже 100 мВ, вы также можете реализовать функцию диммирования ШИМ. Резюме Белые светодиоды могут работать параллельно, если вы позаботитесь о том, чтобы обеспечить излучение однородного белого света, сделав их прямые токи равными.Для работы светодиодов выберите либо управляемый источник тока, либо комбинацию повышающего преобразователя с управлением током. Используя подкачивающие насосы или переключаемые повышающие преобразователи, вы можете реализовать такие комбинации с несколькими стандартными продуктами. Литература Спецификация «LR5360, LS5360, LY5360, LG5360», OSRAM Opto Semiconductors, Регенсбург, 2001 г. «Управление светодиодами на основе InGaN в параллельных цепях», Герхард Шарф, OSRAM Opto Semiconductors, ноябрь 2001 г. Колориметрия, издание 2 и , публикация CIE 15.2-1986, ISBN 3 900 734 00 3. Спецификация «Hyper ChipLED LW Q983», OSRAM Opto Semiconductors, Регенсбург, 2001 г. Спецификация MAX1912, Maxim Integrated, 2002 г.: http://www.maximintegrated.com/max1912. Минимальное ограниченное напряжение 5 распространенных цветов светодиодных ламп Стандартное напряжение светодиодных ламп составляет 12 В и 24 В, и одна группа светодиодных ламп 12 В состоит из трех светодиодов, а 24VLED состоит из шести светодиодов. Однажды какой-то клиент попросил уменьшить напряжение питания, но здесь мы должны заметить, что не все цвета и все характеристики светодиодных светильников могут быть использованы при снижении напряжения питания, и оно не может быть уменьшено безоговорочно.Для того, чтобы классифицировать, напряжение какого типа светодиодных ламп может быть уменьшено, сначала посмотрите на управляющее напряжение цельного светодиода пяти распространенных цветов. 1. Белый светодиод: 3,0~3,3 В 2. Красный светодиод: 1,8 ~ 2,2 В 3. Синий светодиод: 3,0 ~ 3,2 В 4. Зеленый светодиод: 2,9 ~ 3,1 В 5. Желтый светодиод: 1,8 ~ 2,0 В Стандартные характеристики напряжения питания постоянного тока, доступные на рынке, составляют 6 В, 9 В, 12 В, 18 В, 24 В, тогда характеристики понижения напряжения светодиодных ламп также должны соответствовать вышеуказанным характеристикам, в противном случае соответствие мощности тоже проблема. A. Использование нескольких типов светодиодов общего цвета в качестве примера для иллюстрации минимального предела напряжения группы из 3 светодиодов. 1. Белые светодиоды: в соответствии с минимальным управляющим напряжением: 3 * 3,0 = 9 В, если источник питания светодиода составляет 9 В, и к этому светодиоду нельзя добавить резистор ограничения тока. Если светодиоды из других групп выйдут из строя, это вызовет увеличение тока на светодиодах этой группы, что приведет к перегоранию светодиодов. Но если добавить ограничивающий токовый резистор в эту группу светодиодов, он будет ниже, чем минимальное управляющее напряжение светодиода, и это повлияет на силу света и эффект свечения светодиодной лампы.Следовательно, нижний предел напряжения белых светодиодных ламп составляет 12 В. 2. Красные светодиоды: в соответствии с минимальным управляющим напряжением 1,8 В: 3 * 1,8 В = 5,4 В, затем, исходя из спецификации общего напряжения питания, 6 В в порядке. Поскольку 6 В-5,4 В = 0,6 В, мы можем добавить 30 Ом. токоограничительный резистор. Таким образом, минимальное ограничение напряжения красного светодиода составляет 6 В. 3.Синие светодиоды: минимальный предел напряжения синих светодиодов такой же, как у белых светодиодов, который составляет 12 В. 4. Зеленые светодиоды: в соответствии с минимальным управляющим напряжением 2,9 В: 3 * 2,9 В = 8,7 В, затем, исходя из общей спецификации напряжения питания, 9 В в порядке. 9V-8.7V=0.3V, мы также можем добавить резистор ограничения тока 15 Ом. Таким образом, минимальное напряжение зеленого светодиода составляет 9 В. 5. Желтые светодиоды: минимальный предел напряжения желтого светодиода такой же, как и у красного светодиода, который составляет 6 В. B. Минимальный предел напряжения группы из шести светодиодов: 1.Белые светодиоды: в соответствии с минимальным управляющим напряжением: 6 * 3,0 = 18 В, если источник питания светодиода составляет 18 В, к этому светодиоду нельзя добавить резистор ограничения тока. Если светодиоды из других групп сломаны, это приведет к перегибу текущего светодиода этой группы, что приведет к перегоранию светодиодов. Но если добавить резистор ограничения тока в эту группу светодиодов, то оно будет ниже, чем минимальное управляющее напряжение светодиода, и это повлияет на силу света и эффект свечения светодиодной лампы. Таким образом, нижний предел напряжения белых светодиодных ламп составляет 24 В. 2. Красные светодиоды: в соответствии с минимальным напряжением питания: 6 * 1,8 В = 10,8 В, исходя из общей спецификации источника питания, 12 В в порядке. Поскольку 12В-10,8В=1,2В, мы также можем добавить резистор ограничения тока 60 Ом. Таким образом, минимальный предел напряжения красного светодиода составляет 12 В. 3.Синие светодиоды: минимальный предел напряжения синего светодиода такой же, как у красного светодиода, который составляет 24 В. 4. Зеленые светодиоды: в соответствии с минимальным напряжением питания: 6*2.9 В = 17,4 В, тогда, исходя из общей спецификации напряжения питания, 18 В в порядке. 18В-17.4В=0.6В, мы также можем добавить токоограничительный резистор 30 Ом. Таким образом, минимальное предельное напряжение зеленого светодиода составляет 18 В. 5. Желтые светодиоды: минимальное предельное напряжение желтого светодиода такое же, как и у красного светодиода, которое составляет 12 В. . alexxlab Посмотреть все записи автора alexxlab → Вам также может понравиться Когда в ленинском районе дадут отопление: График подачи тепла в оставшиеся жилмассивы Кировского и Ленинского районов / Новосибирск, 30 сентября 2020 г. | НГС 08.08.202102.10.2020 Подпороговый ток оказывает на клетку: 404 File not Found — The DSMU Repository 12.10.197105.01.2022 Замена батареи в квартире: Когда и как менять батареи в квартире 26.02.202011.03.2021 Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт