Hvordan korrekt beregne og velge en motstand for en LED

Hver av oss har sett lysemitterende diode. En vanlig liten LED ser ut som en plastkjegle-linse på ledende ben, der det inne er en katode og anode. I diagrammet er LED avbildet som en vanlig diode, hvorfra pilene indikerer det utsendte lyset. Så LED brukes til å motta lys når elektroner beveger seg fra katoden til anoden - pn-krysset synlig lys sendes ut.

Oppfinnelsen av LED skjedde på fjerne 1970-tallet, da glødelamper ble brukt for å få lys i det hele tatt. Men i dag, på begynnelsen av det 21. århundre, tok LED endelig stedet for de mest effektive kildene til elektrisk lys.

Hvor er plusstegnet for LED, og ​​hvor er minustegnet?

For å koble lysdioden riktig til strømkilden, må du først observere polariteten. LED-anoden er koblet til pluss “+” på strømkilden, og katoden til minus “-”. Katoden som er koblet til minus har en kort utgang, henholdsvis anoden er lang - langbenet til LED-en er på pluss “+” på strømkilden.

Se inne i LED: den store elektroden er katoden, den er til minus, den lille elektroden, som ser ut akkurat som enden av beinet, er pluss. Og ved siden av katoden har LED-objektivet et flatt snitt.

Ikke hold loddejernet på lenge

LED-ledningene skal loddes pent og raskt, fordi halvlederkrysset er veldig redd for overflødig varme, så du må berøre loddejernet med korte slag av loddejernet, og deretter ta loddeboltet ut av veien. Det er bedre å holde det loddede LED-benet med pinsett under loddeprosessen for å sikre at varmen fjernes fra benet bare i tilfelle.

Motstand nødvendig når du sjekker LED

Vi kommer til det viktigste - hvordan du kobler LED til en strømkilde. Hvis du vil Sjekk LED for ytelse, koble det ikke direkte til batteriet eller strømforsyningen. Hvis strømforsyningen er 12 volt, bruk en 1 kOhm motstand i serie med LED-en under test for sikkerhet.

Ikke glem polaritet - en lang ledning til et pluss, en ledning fra en stor intern elektrode til et minus. Hvis du ikke bruker en motstand, vil LED raskt brenne ut, hvis du ved et uhell overskrider den nominelle spenningen, vil en stor strøm strømme gjennom p-n-krysset, og LED-en vil nesten umiddelbart svikte.

LED-farge

LED-er kommer i forskjellige farger, men glødens farge bestemmes ikke alltid av fargen på LED-objektivet. Hvit, rød, blå, oransje, grønn eller gul - linsen kan være gjennomsiktig, og hvis du slår den på vil den vise seg å være rød eller blå. Blå og hvite LED er de dyreste. Generelt påvirker sammensetningen av en halvleder fargen på lysdioden på lysdioden, og linsens farge som en sekundær faktor.

RGB-LEDs i flere farger inneholder i ett tilfelle flere lysemitterende pn-kryss, som hver gir sin egen glødefarge. Ved å kombinere lysstyrken på komponentene med strømmer eller frekvenser av strømpulser (for røde, grønne og blå krystaller), kan du få hvilken som helst nyanse. Her trengs det selvfølgelig balanserende motstander for hver fargekanal.

Finn motstandsverdien for LED

Motstanden er seriekoblet med LED. Motstandens funksjon er å begrense strømmen, gjøre den nær den nominelle verdien til lysdioden, slik at lysdioden ikke umiddelbart brenner ut, og vil fungere i normal nominell modus. Vi tar hensyn til følgende innledende data:

• Vps er spenningen til strømkilden;

• Vdf - direkte spenningsfall på LED i normal modus;

• Hvis er den nominelle strømmen til LED i normal lysmodus.

Nå før du finner det verdien av den nødvendige motstanden R, merk at strømmen i seriekretsen vil være konstant, den samme i hvert element: strømmen gjennom LED vil være lik strømmen Ir gjennom begrensningsmotstanden.

Derfor Ir = Hvis. Men Ir = Ur / R - i følge Ohms lov. Og Ur = Vps-Vdf. Dermed er R = Ur / Ir = (Vps-Vdf) / If.

Det vil si at du kjenner til spenningen til strømkilden, spenningsfallet på LED og dens nominelle strøm, og du kan enkelt velge riktig begrensningsmotstand.

Hvis den funnet motstandsverdien ikke kan velges fra standardserien med motstandsklassifisering, tas en motstand med litt større verdi, for eksempel i stedet for de funnet 460 Ohms, tas 470 Ohms, som alltid er enkle å finne. Lysstyrken på LED-en vil reduseres veldig.

Eksempel på valg av motstand:

Anta at det er en 12 volt strømforsyning, og en LED som trenger 1,5 volt og 10 mA for en normal glød. Vi velger en slukkemotstand. 12-1,5 = 10,5 volt skal falle på motstanden, og strømmen i seriekretsen (strømkilde, motstand, LED) skal være 10 mA, derfor fra Ohms lov: R = U / I = 10.5 / 0.010 = 1050 ohm. Vi velger 1,1 kOhm.

Hvilken kraft skal motstanden være? Hvis R = 1100 Ohms, og strømmen er 0,01 A, vil, i henhold til Joule-Lenz-loven, frigjøres termisk energi Q = I * I * R = 0,11 J hvert sekund på motstanden, som tilsvarer 0,11 W. En 0,12 W motstand vil gjøre, selv en margin vil være igjen.

LED-seriekobling

Hvis du har et mål om å koble flere lysdioder til en enkelt lyskilde, er det best å utføre tilkoblingen i serie. Dette er nødvendig for ikke å feste motstanden til hver LED, for å unngå unødvendige energitap. Lysdioder av samme type, fra samme batch, er best egnet for seriell tilkobling.

Anta at du konsekvent må kombinere 8 lysdioder på 1,4 volt med en strøm på 0,02 A for å koble til en 12 volt strømkilde. Det er klart at den totale strømmen vil være 0,02 A, men den totale spenningen vil være 11,2 volt, derfor bør 0,8 volt ved en strøm på 0,02 A spre seg på motstanden. R = U / I = 0,8 / 0,02 = 40 ohm. Velg en motstand med minst 43 ohm effekt.

Parallell tilkobling av LED-strenger er ikke det beste alternativet

Hvis du har et valg, er det best å koble LED-er i serier, ikke parallelt. Hvis du kobler flere lysdioder parallelt gjennom en felles motstand, vil på grunn av spredningen i parametrene til lysdiodene hver av dem ikke være på like vilkår som de andre, noen vil glødere lysere, ta mer strøm, og noen vil være dimmer tvert imot. Som et resultat vil noen av LED-ene brenne tidligere på grunn av den raske nedbrytningen av krystallen. Det er bedre for parallellkobling av lysdioder, hvis det ikke er noe alternativ, bruk en begrensningsmotstand på hver krets.

Se også: Enkle LED-tilkoblingsskjemaer