Paano makalkula ang LED risistor - mga formula na may mga halimbawa + online na calculator

Ang mga LED ng iba't ibang kulay ng kulay ay may iba't ibang direktang operating voltages. Ang mga ito ay itinakda sa pamamagitan ng pagpili ng kasalukuyang naglilimita sa paglaban ng LED. Upang dalhin ang aparato ng pag-iilaw sa nominal na mode, kailangan mong paganahin ang p-n junction na may gumaganang kasalukuyang. Upang gawin ito, kalkulahin ang risistor para sa LED.

LED boltahe talahanayan depende sa kulay

Ang mga operating voltages ng LEDs ay iba. Nakadepende sila sa mga materyales ng semiconductor p-n junction at nauugnay sa wavelength ng light emission, i.e. lilim ng kulay ng glow.

Ang talahanayan ng mga nominal na mode ng iba't ibang kulay ng kulay para sa pagkalkula ng paglaban sa pamamasa ay ibinibigay sa ibaba.

Makikita sa table na Maaaring i-on ng 3 volts ang mga nagpapalabas ng lahat ng uri ng glow, maliban sa mga device na may puting tint, bahagyang violet at lahat ng ultraviolet. Ito ay dahil sa ang katunayan na kailangan mong "gumastos" ng ilang bahagi ng boltahe ng supply ng kuryente sa paglilimita sa kasalukuyang sa pamamagitan ng kristal.

Gamit ang mga power supply na 5, 9 o 12 V, maaari mong paganahin ang mga solong diode o ang kanilang mga series chain na 3 at 5-6 na piraso.

Binabawasan ng mga serial chain ang pagiging maaasahan ng mga device kung saan ginagamit ang mga ito ng tungkol sa isang salik na tumutugma sa bilang ng mga LED. At ang parallel na koneksyon ay nagdaragdag ng pagiging maaasahan sa parehong proporsyon: 2 chain - 2 beses, 3 - 3 beses, atbp.

Ngunit ang tagal ng kanilang operasyon, na walang uliran para sa mga pinagmumulan ng liwanag, mula 30-50 hanggang 130-150 libong oras, ay nagbibigay-katwiran sa pagbaba ng pagiging maaasahan, dahil. ang buhay ng serbisyo ng aparato ay nakasalalay dito. Kahit na 30-50 libong oras ng trabaho para sa 5 oras sa isang araw - 4 na oras sa gabi at 1 sa umaga araw-araw ay 16-27 taon ng trabaho. Sa panahong ito, ang karamihan sa mga lamp ay magiging lipas na at itatapon. Samakatuwid, ang serial connection ay malawakang ginagamit ng lahat ng mga tagagawa ng mga LED device.

Online na calculator para sa pagkalkula ng mga LED

Para sa awtomatikong pagkalkula, kakailanganin mo ang sumusunod na data:

• boltahe ng pinagmulan o supply ng kuryente, V;
• rated forward boltahe ng aparato, V;
• direktang rate ng operating kasalukuyang, mA;
• ang bilang ng mga LED sa isang chain o konektado sa parallel;
• LED wiring diagram(s).

Ang paunang data ay maaaring makuha mula sa pasaporte ng diode.

Matapos ipasok ang mga ito sa kaukulang mga bintana ng calculator, mag-click sa pindutang "Kalkulahin" at makuha ang nominal na halaga ng risistor at kapangyarihan nito.

Pagkalkula ng halaga ng risistor-kasalukuyang limiter

Sa pagsasagawa, dalawang uri ng pagkalkula ang ginagamit - graphical, ayon sa kasalukuyang boltahe na katangian ng isang partikular na diode, at matematika - ayon sa data ng pasaporte nito.

Schematic diagram ng pagkonekta sa emitter sa pinagmumulan ng kapangyarihan.

Sa larawan:

• E - isang mapagkukunan ng kapangyarihan na may halaga ng E sa output;
• "+" / "-" - ang polarity ng LED na koneksyon: "+" - anode, ipinapakita bilang isang tatsulok sa mga diagram, "-" - katod, sa mga diagram - isang transverse dash;
• R – kasalukuyang naglilimita sa paglaban;
• U_pinangunahan - direkta, ito rin ang operating boltahe;
• ako - kasalukuyang tumatakbo sa pamamagitan ng aparato;
• ang boltahe sa risistor ay tinutukoy bilang U_R.

Pagkatapos ang scheme ng pagkalkula ay kukuha ng form:

Scheme para sa pagkalkula ng risistor.

Kalkulahin ang paglaban upang limitahan ang kasalukuyang. Boltahe U ipinamahagi sa kadena tulad nito:

U = U_R + U_pinangunahan o U_R + I×R_pinangunahan, sa volts,

saan R_pinangunahan- panloob na paglaban sa kaugalian ng p-n junction.

Sa pamamagitan ng mathematical transformations, nakukuha namin ang formula:

R = (U-U_pinangunahan)/Ako, sa Ohm.

ang halaga U_pinangunahan maaaring mapili mula sa mga halaga ng pasaporte.

Kalkulahin natin ang halaga ng kasalukuyang naglilimita sa risistor para sa modelong Cree LED na Cree XM–L, na mayroong T6 bin.

Ang kanyang data sa pasaporte: tipikal na nominal U_LED = 2.9 V maximum U_LED = 3.5 V, kasalukuyang tumatakbo ako_LED\u003d 0.7 A.

Para sa pagkalkula ginagamit namin U_LED = 2.9 V.

R = (U-U_pinangunahan) / I \u003d (5-2.9) / 0.7 \u003d 3 Ohms.

Ang kinakalkula na halaga ay 3 ohms. Pumili kami ng isang elemento na may katumpakan tolerance na ± 5%. Ang katumpakan na ito ay higit pa sa sapat upang itakda ang operating point sa 700 mA.

Bilugan ang halaga ng paglaban. Bawasan nito ang kasalukuyang, ang maliwanag na pagkilos ng bagay ng diode at dagdagan ang pagiging maaasahan ng operasyon na may mas banayad na thermal na rehimen ng kristal.

Kalkulahin ang kinakailangang power dissipation para sa risistor na ito:

P = I² × R = 0.7² × 3 = 1.47 W

Para sa pagiging maaasahan, bilugan namin ito hanggang sa pinakamalapit na mas malaking halaga - 2 watts.

Mga Serye at Parallel na Scheme Ang mga LED ay malawakang ginagamit at ipinapakita ang mga tampok ng mga ganitong uri ng koneksyon. Ang pagkonekta ng magkaparehong mga elemento sa serye ay naghahati sa boltahe ng pinagmulan nang pantay sa pagitan nila. Na may iba't ibang mga panloob na pagtutol - sa proporsyon sa mga paglaban. Kapag konektado sa parallel, ang boltahe ay pareho, at ang kasalukuyang ay inversely proporsyonal sa mga panloob na resistances ng mga elemento.

Kapag nakakonekta sa seryeng LED

Kapag konektado sa serye, ang unang diode sa chain ay konektado sa pamamagitan ng anode sa "+" ng power source, at sa pamamagitan ng cathode sa anode ng pangalawang diode. At iba pa hanggang sa huling sa kadena, ang katod na kung saan ay konektado sa "-" pinagmulan. Ang kasalukuyang sa isang serye ng circuit ay pareho sa lahat ng mga elemento nito. Yung. sa pamamagitan ng anumang ilaw na aparato ito ay may parehong magnitude. Ang panloob na pagtutol ng bukas, i.e. nagpapalabas ng liwanag na kristal, ay sampu o daan-daang ohms. Kung ang 15-20 mA ay dumadaloy sa circuit sa isang pagtutol na 100 ohms, kung gayon ang bawat elemento ay magkakaroon ng 1.5-2 V. Ang kabuuan ng mga boltahe sa lahat ng mga aparato ay dapat na mas mababa kaysa sa pinagmumulan ng kapangyarihan. Ang pagkakaiba ay karaniwang pinapatay ng isang espesyal na risistor na gumaganap ng dalawang pag-andar:

• nililimitahan ang rate ng operating kasalukuyang;
• nagbibigay ng rated forward boltahe sa LED.

Basahin din

Pagkonekta ng LED sa 12 volts

 

Kapag konektado sa parallel

Ang parallel na koneksyon ay maaaring gawin sa dalawang paraan.

Electric circuit ng parallel na koneksyon.

Ang tuktok na larawan ay nagpapakita kung paano paganahin ito ay hindi kanais-nais. Sa koneksyon na ito, titiyakin ng isang paglaban ang pagkakapantay-pantay ng mga agos lamang sa mga perpektong kristal at parehong haba ng mga lead wire. Ngunit ang pagkakaiba-iba sa mga parameter ng mga aparatong semiconductor sa panahon ng paggawa ay hindi ginagawang posible na gawin silang pareho. At ang pagpili ng pareho - kapansin-pansing pinatataas ang presyo. Ang pagkakaiba ay maaaring umabot sa 50-70% o higit pa. Ang pagkakaroon ng tipunin ang istraktura, makakakuha ka ng pagkakaiba sa glow ng hindi bababa sa 50-70%. Bilang karagdagan, ang kabiguan ng isang emitter ay magbabago sa operasyon ng lahat: kung ang circuit ay nasira, ang isa ay lalabas, ang natitira ay magniningning nang mas maliwanag ng 33% at magsisimulang uminit nang higit pa. Ang sobrang pag-init ay mag-aambag sa kanilang pagkasira - isang pagbabago sa lilim ng glow at pagbaba sa ningning.

Sa kaganapan ng isang maikling circuit bilang isang resulta ng overheating at pagkasunog ng kristal, ang kasalukuyang-limitadong pagtutol ay maaaring mabigo.

Ang mas mababang opsyon ay nagbibigay-daan sa iyo upang itakda ang nais na operating point ng anumang diode, kahit na sa kanilang iba't ibang na-rate na kapangyarihan.

Scheme ng serial-parallel na koneksyon ng mga device.

Para sa isang boltahe na 4.5 V, tatlong LED na elemento at isang kasalukuyang-limitadong paglaban ay konektado sa serye. Ang mga nagresultang chain ay konektado sa parallel. 20 mA ang dumadaloy sa bawat diode, at 60 mA ang dumadaloy sa lahat ng magkasama. Sa bawat isa sa kanila ito ay lumalabas na mas mababa sa 1.5 V, at sa kasalukuyang limiter - hindi bababa sa 0.2-0.5 V. Kapansin-pansin, kung gumagamit ka ng 4.5 V power supply, kung gayon ang mga infrared diode lamang ang maaaring gumana dito na may pasulong na boltahe ng mas mababa sa 1.5 V, o kailangan mong dagdagan ang supply sa hindi bababa sa 5 V.

Ang direktang parallel na koneksyon ng mga elemento ng LED (itaas na bahagi ng circuit) ay hindi inirerekomenda dahil sa pagkalat ng parameter na 30-50% o higit pa.Gumamit ng isang circuit na may mga indibidwal na resistensya para sa bawat diode (ibabang bahagi) at ikonekta na ang mga pares ng diode-resistor nang magkatulad.

Kapag ang isang LED

Resistor para sa solong LED ito ay ginagamit lamang sa kanilang kapangyarihan hanggang sa 50-100 mW. Sa mataas na mga halaga ng kapangyarihan, ang kahusayan ng circuit ng kapangyarihan ay bumababa nang husto.

Kung ang pasulong na nagtatrabaho boltahe ng diode ay makabuluhang mas mababa kaysa sa boltahe ng power supply, ang paggamit ng isang nililimitahan risistor ay humahantong sa malalaking pagkalugi. Ang kapangyarihan ng mataas na kalidad at katatagan, na may maingat na na-filter na mga ripples, na ibinigay ng 3-5 na mga uri ng proteksyon ng power supply ay hindi na-convert sa liwanag, ngunit pasibo lamang na nawala sa anyo ng init.

Sa matataas na kapangyarihan pumunta sila mga driver – kasalukuyang mga stabilizer ng nominal na halaga.

Paggamit ng kasalukuyang-limitadong risistor upang itakda ang pagpapatakbo Mga katangian ng LED ay isang simple at maaasahang paraan upang matiyak ang pinakamainam na operasyon nito.

Mga halimbawa ng video ng pinakasimpleng pagkalkula ng paglaban.

Ngunit sa isang diode na kapangyarihan na higit sa isang daang milliwatts, kinakailangan na gumamit ng autonomous o built-in na mga mapagkukunan ng kasalukuyang stabilization o mga driver.