Jak vypočítat LED rezistor - vzorce s příklady + online kalkulačka

LED diody různých odstínů barev mají různá přímá provozní napětí. Nastavují se volbou odporu omezujícího proud LED. Chcete-li uvést osvětlovací zařízení do nominálního režimu, musíte napájet p-n přechod pracovním proudem. Chcete-li to provést, vypočítejte odpor pro LED.

Tabulka napětí LED v závislosti na barvě

Provozní napětí LED diod se liší. Závisí na materiálech polovodičového p-n přechodu a souvisí s vlnovou délkou emise světla, tzn. zářící barevný odstín.

Tabulka jmenovitých režimů různých barevných odstínů pro výpočet tlumícího odporu je uvedena níže.

Z tabulky je to vidět 3 volty mohou zapnout zářiče všech typů záře, kromě přístrojů s bílým odstínem, částečně fialovým a zcela ultrafialovým. To je způsobeno skutečností, že musíte „utratit“ část napájecího napětí na omezení proudu procházejícího krystalem.

S napájecími zdroji 5, 9 nebo 12 V můžete napájet jednotlivé diody nebo jejich sériové řetězce 3 a 5-6 kusů.

Sériové řetězce snižují spolehlivost zařízení, ve kterých se používají, přibližně o faktor odpovídající počtu LED. A paralelní připojení zvyšuje spolehlivost ve stejném poměru: 2 řetězy - 2krát, 3 - 3krát atd.

Ale délka jejich provozu, bezprecedentní pro světelné zdroje, od 30-50 do 130-150 tisíc hodin, ospravedlňuje pokles spolehlivosti, protože. závisí na tom životnost zařízení. Dokonce 30-50 tisíc hodin práce po dobu 5 hodin denně - 4 hodiny večer a 1 ráno každý den je 16-27 let práce. Během této doby většina lamp zastará a budou zlikvidovány. Proto je sériové připojení široce používáno všemi výrobci LED zařízení.

Online kalkulačka pro výpočet LED diod

Pro automatický výpočet budete potřebovat následující údaje:

• napětí zdroje nebo napájení, V;
• jmenovité dopředné napětí zařízení, V;
• přímý jmenovitý provozní proud, mA;
• počet LED diod v řetězci nebo paralelně zapojených;
• Schéma zapojení LED(s).

Počáteční údaje lze převzít z pasu diody.

Po jejich zadání do příslušných oken kalkulačky klikněte na tlačítko "Vypočítat" a získejte nominální hodnotu odporu a jeho výkon.

Výpočet hodnoty odporového omezovače proudu

V praxi se používají dva typy výpočtu - grafický, podle proudově-napěťové charakteristiky konkrétní diody a matematický - podle jejích pasových údajů.

Schematické schéma připojení zářiče ke zdroji energie.

Na obrázku:

• E - napájecí zdroj s hodnotou E na výstupu;
• "+" / "-" - polarita připojení LED: "+" - anoda, zobrazená jako trojúhelník na schématech, "-" - katoda, na schématech - příčná čárka;
• R – odpor omezující proud;
• U_vedený - přímé, je to také provozní napětí;
• já - provozní proud přes zařízení;
• napětí na rezistoru je označeno jako U_R.

Výpočtové schéma pak bude mít podobu:

Schéma pro výpočet rezistoru.

Vypočítejte odpor pro omezení proudu. Napětí U distribuováno v řetězci takto:

U = U_R + U_vedený nebo U_R + I×R_vedenýve voltech,

kde R_vedený- vnitřní diferenciální odpor p-n přechodu.

Matematickými transformacemi získáme vzorec:

R = (U-U_vedený)/I, v Ohm.

hodnota U_vedený lze vybrat z hodnot pasu.

Vypočítejme hodnotu proud omezujícího rezistoru pro model Cree LED Cree XM–L, který má bin T6.

Údaje o jeho pasu: typické nominální U_VEDENÝ = 2,9 V maximum U_VEDENÝ = 3,5 V, provozní proud já_VEDENÝ\u003d 0,7 A.

Pro výpočet používáme U_VEDENÝ = 2,9 V.

R = (U-U_vedený) / I \u003d (5-2,9) / 0,7 \u003d 3 Ohmy.

Vypočtená hodnota je 3 ohmy. Vybíráme prvek s tolerancí přesnosti ± 5 %. Tato přesnost je více než dostatečná pro nastavení pracovního bodu na 700 mA.

Zaokrouhlete hodnotu odporu nahoru. Tím se sníží proud, světelný tok diody a zvýší se spolehlivost provozu při šetrnějším tepelném režimu krystalu.

Vypočítejte požadovanou ztrátu výkonu pro tento rezistor:

P = I2 × R = 0,72 × 3 = 1,47 W

Pro spolehlivost zaokrouhlíme nahoru na nejbližší větší hodnotu - 2 watty.

Sériová a paralelní schémata LED diody jsou široce používané a ukazují vlastnosti těchto typů připojení. Zapojením stejných prvků do série se mezi ně rovnoměrně rozdělí napětí zdroje. S různými vnitřními odpory - v poměru k odporům. Při paralelním zapojení je napětí stejné a proud je nepřímo úměrný vnitřním odporům prvků.

Při zapojení do série LED

Při sériovém zapojení je první dioda v řetězci spojena anodou s „+“ zdroje energie a katodou s anodou druhé diody. A tak dále až do posledního v řetězci, jehož katoda je připojena ke zdroji "-". Proud v sériovém obvodu je ve všech jeho prvcích stejný. Tito. přes jakékoli světelné zařízení má stejnou velikost. Vnitřní odpor otevřeného, ​​tzn. emitující světelný krystal, je desítky nebo stovky ohmů. Pokud obvodem protéká 15-20 mA při odporu 100 ohmů, pak bude mít každý prvek 1,5-2 V. Součet napětí na všech zařízeních by měl být menší než na napájecím zdroji. Rozdíl je obvykle zhášen speciálním rezistorem, který plní dvě funkce:

• omezuje jmenovitý provozní proud;
• poskytuje jmenovité propustné napětí LED.

Přečtěte si také

Připojení LED na 12 voltů

 

Při paralelním zapojení

Paralelní připojení lze provést dvěma způsoby.

Elektrický obvod paralelního zapojení.

Horní obrázek ukazuje, jak to povolit není žádoucí. Při tomto zapojení jeden odpor zajistí rovnost proudů pouze při ideálních krystalech a stejné délce přívodních vodičů. Ale odchylky v parametrech polovodičových součástek během výroby neumožňují, aby byly stejné. A výběr stejného - dramaticky zvyšuje cenu. Rozdíl může dosáhnout 50-70 % i více. Po sestavení struktury získáte rozdíl v záři nejméně 50-70%. Selhání jednoho zářiče navíc změní fungování všech: pokud dojde k přerušení okruhu, jeden zhasne, zbytek bude svítit o 33 % jasněji a začne se více zahřívat. Přehřátí přispěje k jejich degradaci – změně odstínu záře a snížení jasu.

V případě zkratu v důsledku přehřátí a spalování krystalu může selhat odpor omezující proud.

Spodní možnost umožňuje nastavit požadovaný pracovní bod libovolné diody i při jejich různém jmenovitém výkonu.

Schéma sériově-paralelního zapojení zařízení.

Pro napětí 4,5 V jsou sériově zapojeny tři LED prvky a jeden proud omezující odpor. Výsledné řetězce jsou spojeny paralelně. Každou diodou protéká 20 mA a všemi dohromady 60 mA. Na každém z nich se ukáže méně než 1,5 V a na omezovači proudu - ne méně než 0,2-0,5 V. Zajímavé je, že pokud používáte zdroj 4,5 V, pak s ním mohou pracovat pouze infračervené diody s dopředným napětím méně než 1,5 V, nebo musíte zvýšit napájení alespoň na 5 V.

Přímé paralelní zapojení LED prvků (horní část obvodu) se nedoporučuje z důvodu rozptylu parametrů 30-50% a více.Použijte obvod s individuálními odpory pro každou diodu (spodní část) a již připojte páry dioda-rezistor paralelně.

Když jedna LED

Rezistor pro jednu LED používá se pouze při jejich výkonech do 50-100 mW. Při vysokých hodnotách výkonu výrazně klesá účinnost výkonového obvodu.

Pokud je propustné pracovní napětí diody výrazně menší než napájecí napětí, vede použití omezovacího odporu k velkým ztrátám. Výkon vysoké kvality a stability, s pečlivě filtrovaným vlněním, poskytovaný 3-5 druhy ochrany napájecího zdroje, se nepřeměňuje na světlo, ale pouze pasivně odvádí ve formě tepla.

Při vysokých výkonech jdou Řidiči – proudové stabilizátory jmenovité hodnoty.

Pro nastavení provozu použijte odpor omezující proud Vlastnosti LED je jednoduchý a spolehlivý způsob, jak zajistit jeho optimální provoz.

Video ukázky nejjednoduššího výpočtu odporu.

Ale při výkonu diody větším než sto miliwattů je nutné použít autonomní nebo vestavěné zdroje proudové stabilizace nebo budiče.