Hur man beräknar och väljer ett motstånd för en lysdiod korrekt

Var och en av oss har sett Ijusemitterande diod. En vanlig liten LED ser ut som en plastkotte-lins på ledande ben, där det finns en katod och anod. I diagrammet visas lysdioden som en vanlig diod, från vilken pilarna indikerar det utsända ljuset. Så lysdioden används för att ta emot ljus när elektroner rör sig från katoden till anoden - pn-korsningen synligt ljus släpps ut.

Uppfinningen av lysdioden inträffade i fjärran 1970-talet då glödlampor användes för att få ljus i allt. Men idag, i början av 2000-talet, tog LED slutligen platsen för de mest effektiva källorna till elektriskt ljus.

Var är plustecknet för lysdioden och var är minustecknet?

För att ansluta lysdioden korrekt till strömkällan måste du först observera polariteten. LED-anoden är ansluten till strömkällans plus "+" och katoden till minus "-". Katoden som är ansluten till minus har en kort utgång, respektive anod är lång - LED: ns långa ben är på pluskällan "+".

Titta inuti lysdioden: den stora elektroden är katoden, den är till minus, den lilla elektroden, som ser ut precis som slutet på benet, är plus. Och bredvid katoden har LED-linsen ett plant snitt.

Håll inte i lödkolven under lång tid

LED-ledningarna bör lödas snyggt och snabbt, eftersom halvledarkorsningen är väldigt rädd för överskottsvärme, så du måste röra lödjärnet med dess spetsar med en brodd till det lödda benet och sedan ta lödjärnet åt sidan. Det är bättre att hålla det lödda LED-benet med pincett under lödningsprocessen för att säkerställa att värme avlägsnas från benet för fall.

Motstånd krävs vid kontroll av LED

Vi kommer till det viktigaste - hur du ansluter lysdioden till en strömkälla. Om du vill kontrollera lysdioden för prestanda, anslut sedan inte direkt det till batteriet eller till strömförsörjningen. Om din strömförsörjning är 12 volt, använd ett 1 kOhm-motstånd i serie med lysdioden under test för säkerhet.

Glöm inte polariteten - en lång ledning till ett plus, en ledning från en stor inre elektrod till ett minus. Om du inte använder ett motstånd bränns lysdioden snabbt, om du av misstag överskrider märkspänningen, kommer en stor ström att rinna genom p-n-korsningen och lysdioden kommer nästan omedelbart att misslyckas.

LED-färg

Lysdioder finns i olika färger, men glödets färg bestäms inte alltid av färgen på LED-linsen. Vitt, rött, blått, orange, grönt eller gult - linsen kan vara transparent, och om du slår på den kommer det att bli röd eller blå. Blå och vita lysdioder är de dyraste. I allmänhet påverkar sammansättningen av en halvledare primärt färgen på en lysdiods glöd och linsens färg som en sekundär faktor.

Flerfärgade RGB-lysdioder innehåller i ett fall flera ljusemitterande pn-korsningar, som alla ger sin egen glödfärg. Genom att kombinera komponentens ljusstyrka med strömmar eller frekvenser för strömpulser (för röda, gröna och blå kristaller) kan du få valfri nyans. Här behövs naturligtvis balanseringsmotstånd för varje färgkanal.

Hitta motståndets värde för lysdioden

Motståndet är seriekopplat med lysdioden. Motståndets funktion är att begränsa strömmen, göra den nära lysdiodens nominella värde så att lysdioden inte direkt bränner ut och skulle fungera i normalt nominellt läge. Vi tar hänsyn till följande initiala uppgifter:

• Vps är kraftkällans spänning;

• Vdf - direkt spänningsfall på lysdioden i normalt läge;

• Om är lysdiodens nominella ström i normalt ljusläge.

Nu innan du hittar värdet på det erforderliga motståndet R, observera att strömmen i seriekretsen kommer att vara konstant, densamma i varje element: strömmen Om genom LED kommer att vara lika med strömmen Ir genom begränsningsmotståndet.

Därför är Ir = If. Men Ir = Ur / R - enligt Ohms lag. Och Ur = Vps-Vdf. Således R = Ur / Ir = (Vps-Vdf) / If.

Det vill säga, genom att känna till spänningen i strömkällan, spänningsfallet på lysdioden och dess nominella ström, kan du enkelt välja rätt begränsningsmotstånd.

Om det hittade motståndsvärdet inte kan väljas från standardserien med motståndsklassificering, tas ett motstånd med något större värde, till exempel istället för de hittade 460 Ohms, tas 470 Ohms, som alltid är lätta att hitta. Lysdiodens ljusstyrka minskar väldigt lite.

Exempel på val av motstånd:

Anta att det finns en 12 volt strömförsörjning och en LED som behöver 1,5 volt och 10 mA för en normal glöd. Vi väljer ett släckningsmotstånd. 12-1,5 = 10,5 volt bör falla på motståndet, och strömmen i seriekretsen (strömkälla, motstånd, LED) bör vara 10 mA, därför från Ohms lag: R = U / I = 10.5 / 0.010 = 1050 ohm. Vi väljer 1,1 kOhm.

Vilken kraft ska motståndet vara? Om R = 1100 Ohms, och strömmen är 0,01 A, kommer, enligt Joule-Lenz-lagen, termisk energi Q = I * I * R = 0,11 J att släppas varje sekund på motståndet, vilket motsvarar 0,11 W. Ett 0,125 W-motstånd kommer att göra, även en marginal kvarstår.

LED-seriekoppling

Om du har ett mål att ansluta flera lysdioder till en enda ljuskälla är det bäst att utföra anslutningen i serie. Detta är nödvändigt för att inte fästa motståndet vid varje lysdiod för att undvika onödiga energiförluster. Lysdioder av samma typ, från samma parti, är bäst lämpade för seriell anslutning.

Anta att du konsekvent måste kombinera 8 lysdioder på 1,4 volt med en ström på 0,02 A för att ansluta till en 12 volt strömkälla. Uppenbarligen kommer den totala strömmen att vara 0,02 A, men den totala spänningen är 11,2 volt, därför bör 0,8 volt vid en ström av 0,02 A spridas på motståndet. R = U / I = 0,8 / 0,02 = 40 Ohm. Välj ett motstånd vid minsta effekt på 43 ohm.

Parallellanslutning av LED-strängar är inte det bästa alternativet

Om du har ett val är det bäst att ansluta lysdioder i serie, inte parallellt. Om du ansluter flera lysdioder parallellt genom ett gemensamt motstånd, på grund av spridningen i parametrarna för lysdioderna, kommer var och en av dem inte att vara på lika villkor som de andra, vissa kommer att lysa ljusare, ta mer ström, och vissa kommer att bli dunkare tvärtom. Som ett resultat kommer någon av lysdioderna att brinna tidigare på grund av den snabba nedbrytningen av kristallen. Det är bättre för parallellanslutning av lysdioder, om det inte finns något alternativ, applicera ett begränsande motstånd på varje krets.

Se även: Enkla LED-anslutningsdiagram