Блог › Светодиоди и обща информация. Правилният светодиод се включва

Светодиодът е диод, който свети, когато през него протича ток. На английски светодиодът се нарича светодиод, излъчващ светлина, или LED.

Цветът на светодиода зависи от добавките, добавени към полупроводника. Така например примесите от алуминий, хелий, индий, фосфор предизвикват блясък от червено до жълто. Индий, галий, азот кара светодиода да свети от синьо до зелено. Когато се добави фосфор към син светещ кристал, светодиодът ще свети бяло. В момента индустрията произвежда светещи светодиоди от всички цветове на дъгата, но цветът не зависи от цвета на корпуса на светодиода, а от химическите добавки в неговия кристал. LED от всякакъв цвят може да има прозрачно тяло.

Първият светодиод е направен през 1962 г. в университета на Илинойс. В началото на 90-те години имаше ярки светодиоди, а малко по-късно супер ярък.
Предимството на светодиодите пред крушките с нажежаема жичка е неоспоримо, а именно:

* Ниска консумация на енергия - 10 пъти по-ефективна от електрическите крушки
* Дълъг експлоатационен живот - до 11 години непрекъсната работа
* Висок ресурс на издръжливост - не се страхува от вибрации и удари
* Голямо разнообразие от цветове
* Възможност за работа при ниски напрежения
* Екологична и пожарна безопасност - липса на токсични вещества в светодиодите. Светодиодите не се нагряват, което предотвратява пожари.

LED маркировка

Ориз. един.Дизайнът на индикаторни 5 мм светодиоди

В рефлектора е поставен LED кристал. Този рефлектор задава началния ъгъл на разсейване.
След това светлината преминава през корпуса от епоксидна смола. Стига до обектива – и след това започва да се разпръсква настрани под ъгъл в зависимост от конструкцията на обектива, на практика – от 5 до 160 градуса.

Излъчващите светодиоди могат да бъдат разделени на две големи групи: светодиоди с видимо лъчение и инфрачервени (IR) светодиоди. Първите се използват като индикатори и източници на подсветка, вторите - в устройства дистанционно, IR трансивъри, сензори.
Светодиодите са маркирани с цветен код (Таблица 1). Първо трябва да определите вида на светодиода според дизайна на неговия корпус (фиг. 1) и след това да го изясните чрез цветна маркировка според таблицата.

Ориз. 2.Видове LED корпуси

LED цветове

Светодиодите се предлагат в почти всички цветове: червено, оранжево, жълто, жълто, зелено, синьо и бяло. синьо и бял светодиодмалко по-скъпи от другите цветове.
Цветът на светодиодите се определя от вида на полупроводниковия материал, от който са направени, а не от цвета на пластмасата в корпуса им. Светодиодите от всякакъв цвят идват в безцветен корпус, в който случай цветът може да бъде разпознат само чрез включване ...

Маса 1. LED маркировка

Многоцветни светодиоди

Многоцветният светодиод е подреден просто, като правило е червено и зелено, комбинирани в един корпус с три крака. Чрез промяна на яркостта или броя на импулсите на всеки от кристалите можете да постигнете различни цветове на блясък.

Светодиодите са свързани към източник на ток, анод към плюс, катод към минус. Минусът (катодът) на светодиода обикновено е маркиран с малък изрез или по-къс кабел, но има изключения, така че е по-добре да изясните този факт в технически спецификацииспецифичен светодиод.

При липса на тези маркировки полярността може да се определи и емпирично чрез краткотрайно свързване на светодиода към захранващото напрежение през съответния резистор. Това обаче не е най-добрият начин за определяне на полярността. Освен това, за да се избегне термично разрушаване на светодиода или рязко намаляване на неговия експлоатационен живот, е невъзможно да се определи полярността чрез „метода на мушкане“ без резистор за ограничаване на тока. За бързо тестване, резистор с номинално съпротивление от 1kΩ е подходящ за повечето светодиоди, ако напрежението е 12V или по-малко.

Веднага трябва да предупредите: не трябва да насочвате LED лъча директно в окото си (както и в окото на приятел) от близко разстояние, което може да увреди зрението ви.

Захранващо напрежение

Двете основни характеристики на светодиодите са спад на напрежението и ток. Обикновено светодиодите се оценяват на 20 mA, но има изключения, например светодиодите с четири чипа обикновено се оценяват на 80 mA, тъй като един LED пакет съдържа четири полупроводникови кристала, всеки от които консумира 20 mA. За всеки светодиод има допустими стойности на захранващото напрежение Umax и Umaxrev (съответно за директно и обратно превключване). Когато се прилагат напрежения над тези стойности, възниква електрическа повреда, в резултат на което светодиодът излиза от строя. Има и минимална стойност на захранващото напрежение Umin, при която светодиодът свети. Диапазонът на захранващите напрежения между Umin и Umax се нарича "работна" зона, тъй като това е мястото, където се осигурява работата на светодиода.

Захранващо напрежение - параметърът за светодиода не е приложим. Светодиодите нямат тази характеристика, така че не можете да свържете светодиодите директно към източник на захранване. Основното е, че напрежението, от което (през резистора) се захранва светодиодът, трябва да бъде по-високо от прякото падане на напрежението на светодиода (директният спад на напрежението е посочен в характеристиката вместо захранващото напрежение и за конвенционалните индикаторни светодиоди то варира от 1,8 до 3,6 волта средно).
Напрежението, посочено на опаковката на светодиодите, не е захранващото напрежение. Това е спадът на напрежението на светодиода. Тази стойност е необходима за изчисляване на оставащото напрежение, което „не е паднало“ на светодиода, което участва във формулата за изчисляване на съпротивлението на резистора за ограничаване на тока, тъй като именно това трябва да се регулира.
Промяната на захранващото напрежение само с една десета от волта при условен светодиод (от 1,9 на 2 волта) ще доведе до петдесет процента увеличение на тока, протичащ през светодиода (от 20 на 30 милиампера).

За всеки екземпляр на светодиод с една и съща номинална мощност подходящото за него напрежение може да е различно. Включвайки паралелно няколко светодиода с еднаква мощност и свързвайки ги към напрежение от например 2 волта, рискуваме бързо да изгорим някои копия и да осветим други поради разпространението на характеристиките. Следователно, когато свързвате светодиода, е необходимо да наблюдавате не напрежението, а тока.

Размерът на тока за светодиода е основният параметър и като правило е 10 или 20 милиампера. Няма значение какво е напрежението. Основното е, че токът, протичащ в светодиодната верига, съответства на номиналния ток за светодиода. А токът се регулира от последователно свързан резистор, чиято стойност се изчислява по формулата:

Р
Упите захранващото напрежение във волтове.
Надолу- директен спад на напрежението върху светодиода във волтове (посочен в спецификациите и обикновено е в района на 2 волта). При последователна връзканяколко светодиода, големината на спадовете на напрежението се сумира.
аз- максималният постоянен ток на светодиода в ампери (посочен в характеристиките и обикновено е 10 или 20 милиампера, т.е. 0,01 или 0,02 ампера). Когато няколко светодиода са свързани последователно, предният ток не се увеличава.
0,75 е факторът за надеждност на светодиода.

Също така не трябва да забравяте за мощността на резистора. Можете да изчислите мощността по формулата:

Пе мощността на резистора във ватове.
Упит- ефективно (ефективно, средноквадратично) напрежение на източника на захранване във волтове.
Надолу- директен спад на напрежението върху светодиода във волтове (посочен в спецификациите и обикновено е в района на 2 волта). Когато няколко светодиода се включат последователно, величините на падовете на напрежението се сумират. .
Ре съпротивлението на резистора в ома.

Изчисляване на резистора за ограничаване на тока и неговата мощност за един светодиод

Типични характеристики на светодиодите

Типични параметри на белия индикаторен светодиод: ток 20 mA, напрежение 3,2 V. Така мощността му е 0,06 W.

Светодиодите също са с ниска мощност. повърхностен монтаж— SMD. Осветяват бутоните на мобилния ви телефон, екрана на монитора ви, ако е с LED подсветка се използват за направата на декоративни led лентасамозалепващи се и много други. Има два най-често срещани вида: SMD 3528 и SMD 5050. Първият съдържа същия кристал като индикаторните светодиоди с проводници, т.е. мощността му е 0,06 W. Но вторият - три такива кристала, така че вече не може да се нарече LED - това е LED монтаж. Обичайно е да се наричат светодиоди SMD 5050, но това не е напълно правилно. Това са сглобки. Общата им мощност съответно е 0,2 вата.
Работното напрежение на светодиода зависи от полупроводниковия материал, от който е направен, съответно има връзка между цвета на светодиода и работното му напрежение.

LED таблица за падане на напрежението в зависимост от цвета

По величината на спада на напрежението при тестване на светодиодите с мултицет можете да определите приблизителния цвят на светенето на светодиода според таблицата.

Серийно и паралелно превключване на светодиоди

При последователно свързване на светодиоди съпротивлението на ограничителния резистор се изчислява по същия начин, както при един светодиод, само паданията на напрежението на всички светодиоди се сумират по формулата:

При последователно свързване на светодиоди е важно да знаете, че всички светодиоди, използвани в гирлянда, трябва да бъдат от една и съща марка. Това твърдение не трябва да се приема като правило, а като закон.

За да разберете какъв е максималният брой светодиоди, които могат да се използват в гирлянд, трябва да използвате формулата

* Nmax - максимално допустимият брой светодиоди в гирлянд
* Upit - напрежението на източника на захранване, като например батерия или акумулатор. Във волтове.
* Upr - Директно напрежение на светодиода, взето от неговите паспортни характеристики (обикновено в диапазона от 2 до 4 волта). Във волтове.
* Тъй като температурата се променя и светодиодът старее, Upr може да се увеличи. коеф. 1.5 дава марж за такъв случай.

В това преброяване "N" може да бъде дроб, като например 5,8. Естествено, няма да можете да използвате 5,8 светодиода, следователно дробната част от числото трябва да се изхвърли, оставяйки само цяло число, тоест 5.

Ограничителният резистор за последователно свързване на светодиоди се изчислява по същия начин, както при единична връзка. Но във формулите се добавя още една променлива „N“ - броят на светодиодите в гирлянда. Много е важно броят на светодиодите в гирлянда да бъде по-малък или равен на “Nmax” - максимално допустимия брой светодиоди. Като цяло трябва да бъде изпълнено следното условие: N =

Сега представяме модернизираните изчислителни формули за серийно свързване.

Всички други изчисления се извършват по същия начин като изчисляването на резистор, когато светодиодът е включен сам.

Ако захранващото напрежение не е достатъчно дори за два последователно свързани светодиода, тогава всеки светодиод трябва да има собствен ограничителен резистор.

Паралелното свързване на светодиоди с общ резистор е лоша идея. Като правило, светодиодите имат разнообразие от параметри, изискват малко по-различно напрежение, което прави такава връзка практически неработеща. Един от диодите ще свети по-ярко и ще поема повече ток, докато не излезе от строя. Такава връзка значително ускорява естествената деградация на LED кристала. Ако светодиодите са свързани паралелно, всеки светодиод трябва да има собствен ограничителен резистор.

Серийното свързване на светодиоди също е за предпочитане от гледна точка на икономичната консумация на източника на захранване: цялата последователна верига консумира точно толкова ток, колкото един светодиод. И когато са свързани паралелно, токът е толкова пъти по-голям, колкото паралелни светодиодиимаме стойност.

Изчисляването на ограничителния резистор за последователно свързани светодиоди е толкова просто, колкото и за единичен. Просто сумираме напрежението на всички светодиоди, изваждаме получената сума от захранващото напрежение (това ще бъде спадът на напрежението през резистора) и разделяме на тока на светодиодите (обикновено 15 - 20 mA).

И ако имаме много светодиоди, няколко десетки, и източникът на захранване не ни позволява да ги свържем всички последователно (няма достатъчно напрежение)? След това определяме, въз основа на напрежението на източника на захранване, колко светодиода можем да свържем последователно. Например за 12 волта това са 5 двуволтови светодиода. Защо не 6? Но в края на краищата нещо трябва да падне и върху ограничителния резистор. Ето останалите 2 волта (12 - 5x2) и ги вземете за изчисление. За ток от 15 mA съпротивлението ще бъде 2/0,015 = 133 ома. Най-близкият стандарт е 150 ома. Но такива вериги от пет светодиода и резистор всяка, вече можем да свържем колкото си искаме.Този метод се нарича паралелно-серийна връзка.

Ако има светодиоди от различни марки, тогава ги комбинираме по такъв начин, че всеки клон да има светодиоди само от ЕДИН тип (или с еднакъв работен ток). В този случай не е необходимо да се спазва същото напрежение, тъй като ние изчисляваме собственото си съпротивление за всеки клон.

След това помислете за стабилизирана верига за превключване на светодиоди. Нека се докоснем до производството на токов стабилизатор. Има чип KR142EN12 (чужд аналог на LM317), който ви позволява да изградите много прост стабилизатор на ток. За да свържете светодиода (вижте фигурата), стойността на съпротивлението се изчислява R = 1,2 / I (1,2 - спад на напрежението не стабилизатор) Тоест, при ток от 20 mA, R = 1,2 / 0,02 = 60 Ohm. Стабилизаторите са предназначени за максимално напрежениена 35 волта. По-добре не ги напрягайте така и подавайте максимум 20 волта. С това включване, например, бял светодиод от 3,3 волта, е възможно да се подава напрежение към стабилизатора от 4,5 до 20 волта, докато токът на светодиода ще съответства на постоянна стойност от 20 mA. При напрежение 20V откриваме, че 5 бели светодиода могат да бъдат свързани последователно към такъв стабилизатор, без да се интересуват от напрежението на всеки от тях, токът във веригата ще тече 20mA (излишното напрежение ще бъде изгасено на стабилизатора ).

важно! В устройство с голям брой светодиоди протича голям ток. Строго е забранено свързването на такова устройство към включено захранване. В този случай в точката на свързване възниква искра, което води до появата на голям токов импулс във веригата. Този импулс дезактивира светодиодите (особено сините и белите). Ако светодиодите работят в динамичен режим (постоянно включени, изключени и мигащи) и този режим се основава на използването на реле, тогава трябва да се изключат искри върху контактите на релето.

Всяка верига трябва да бъде сглобена от светодиоди със същите параметри и от същия производител.
Също така важно! Промяна на температурата околен святвлияе върху тока, протичащ през кристала. Поради това е желателно устройството да се произвежда така, че токът, протичащ през светодиода, да не е 20 mA, а 17-18 mA. Загубата на яркост ще бъде незначителна, но дълъг експлоатационен живот е гарантиран.

Как да захранвате светодиод от 220 V мрежа.

Изглежда, че всичко е просто: поставяме резистор последователно и това е всичко. Но трябва да запомните една важна характеристика на светодиода: максимално допустимото обратно напрежение. Повечето светодиоди имат около 20 волта. И когато го свържете към мрежата с обратна полярност (токът е променлив, половината период върви в една посока, а другата половина отива в обратната посока), към него ще бъде приложено пълното амплитудно напрежение на мрежата - 315 волта! Откъде идва такава цифра? 220 V е ефективното напрежение, докато амплитудата е в (корен от 2) \u003d 1,41 пъти повече.
Следователно, за да запазите светодиода, трябва да поставите диод последователно с него, който няма да позволи обратното напрежение да премине към него.

Друг вариант за свързване на светодиода към мрежата 220v:

Или поставете два светодиода един до друг.

Вариантът за захранване с гасителен резистор не е най-оптималният: на резистора ще се освободи значителна мощност. Наистина, ако приложим резистор 24 kΩ ( максимален ток 13 mA), тогава разсейваната от него мощност ще бъде около 3 вата. Можете да го намалите наполовина, като включите диода последователно (тогава топлината ще се отделя само по време на един полупериод). Диодът трябва да е за обратно напрежение поне 400 V. Когато включите два светодиода на брояча (има дори такива с два кристала в един корпус, обикновено с различни цветове, единият кристал е червен, другият е зелен), вие може да сложи два резистора по два вата, всеки с двойно по-малко съпротивление.
Ще направя резервация, че като използвате резистор с високо съпротивление (например 200 kOhm), можете да включите светодиода без защитен диод. Обратният пробивен ток ще бъде твърде нисък, за да причини разрушаване на кристала. Разбира се, яркостта е много малка, но например, за да осветите превключвателя в спалнята на тъмно, ще бъде напълно достатъчно.
Поради факта, че токът в мрежата е променлив, е възможно да се избегне ненужната загуба на електроенергия за отопление на въздуха с ограничителен резистор. Неговата роля може да играе кондензатор, който пропуска променлив ток, без да се нагрява. Защо това е така е отделен въпрос, който ще разгледаме по-късно. Сега трябва да знаем, че за да може кондензаторът да премине променлив ток, двата полупериода на мрежата задължително трябва да преминат през него. Но светодиодът провежда ток само в една посока. И така, поставяме обикновен диод (или втори светодиод) в противоположния паралел на светодиода и той ще пропусне втория полупериод.

Но сега сме изключили нашата верига от мрежата. На кондензатора остана известно напрежение (до пълната амплитуда, ако си спомняме, равна на 315 V). За да избегнем случаен токов удар, ние ще осигурим паралелно на кондензатора разряден резистор с висока стойност (така че при нормална работа през него да протича малък ток, който не го нагрява), който при изключване от мрежата , ще разреди кондензатора за части от секундата. И за защита срещу импулси заряден токсложи и резистор с ниско съпротивление. Той също така ще играе ролята на предпазител, незабавно изгарящ, ако кондензаторът случайно се повреди (нищо не трае вечно и това също се случва).

Кондензаторът трябва да е поне 400 волта или специален за вериги променлив токнапрежение най-малко 250 волта.
И ако искаме да направим led крушканяколко светодиода? Включваме ги всички последователно, идващият диод е достатъчен за един изобщо.

Диодът трябва да бъде проектиран за ток не по-малък от тока през светодиодите, обратно напрежение - не по-малко от сумата на напрежението върху светодиодите. Още по-добре вземете четен брой светодиоди и ги включете в анти-паралел.

На фигурата са нарисувани три светодиода във всяка верига, всъщност може да има повече от дузина от тях.
Как да изчислим кондензатор? От амплитудното напрежение на мрежата 315V изваждаме сумата от спада на напрежението върху светодиодите (например за три бели това е около 12 волта). Получаваме спад на напрежението в кондензатора Up \u003d 303 V. Капацитетът в микрофаради ще бъде равен на (4,45 * I) / Up, където I е необходимият ток през светодиодите в милиампери. В нашия случай, за 20 mA, капацитетът ще бъде (4,45 * 20) / 303 = 89/303 ~= 0,3 uF. Можете да поставите два кондензатора 0,15uF (150nF) паралелно.

Най-честите грешки при свързване на светодиоди

1. Свързване на светодиода директно към източник на захранване без ограничител на тока (резистор или специален драйверен чип). Обсъдено по-горе. Светодиодът бързо се проваля поради лошо контролирано количество ток.

2. Свързване на светодиоди, свързани паралелно към общ резистор. Първо, поради възможното разсейване на параметрите, светодиодите ще светят с различна яркост. Второ, и по-важно, ако един от светодиодите се повреди, токът на втория ще се удвои и той също може да изгори. В случай на използване на един резистор е по-целесъобразно да свържете светодиодите последователно. След това, когато изчисляваме резистора, оставяме тока същия (например 10 mA) и добавяме предния спад на напрежението на светодиодите (например 1,8 V + 2,1 V = 3,9 V).

3. Серийно включване на светодиоди, предназначени за различни токове. В този случай един от светодиодите ще се износи или ще свети слабо - в зависимост от текущата настройка на ограничителния резистор.

4. Монтиране на резистор с недостатъчно съпротивление. В резултат на това токът, протичащ през светодиода, е твърде голям. Тъй като част от енергията се превръща в топлина поради дефекти в кристалната решетка, тя става твърде много при големи токове. Кристалът прегрява, в резултат на което експлоатационният му живот значително намалява. При още по-голямо надценяване на тока, поради нагряването на областта на p-n прехода, вътрешният квантов добив намалява, яркостта на светодиода пада (това е особено забележимо за червените светодиоди) и кристалът започва да се разпада катастрофално.

5. Свързване на светодиода към електрическа мрежа (напр. 220V) без предприемане на мерки за ограничаване на обратното напрежение. Повечето светодиоди имат граница на обратно напрежение от около 2 волта, докато напрежението на обратния полупериод, когато светодиодът е изключен, създава спад на напрежението в него, равен на захранващото напрежение. Има много различни схеми, с изключение на разрушителния ефект на обратното напрежение. Най-простият е обсъден по-горе.

6. Монтиране на резистор с недостатъчна мощност. В резултат на това резисторът се нагрява много и започва да топи изолацията на проводниците, които го докосват. След това боята изгаря върху него и накрая се срутва под въздействието на висока температура. Резисторът може безболезнено да разсее не повече от мощността, за която е проектиран.

Мигащи светодиоди

Мигащият светодиод (MSD) е светодиод с вграден интегриран генератор на импулси с честота на мигане 1,5-3 Hz.
Въпреки компактността, мигащият светодиод включва генератор на полупроводников чип и някои допълнителни елементи. Също така си струва да се отбележи, че мигащият светодиод е доста универсален - захранващото напрежение на такъв светодиод може да варира от 3 до 14 волта за високо напрежение и от 1,8 до 5 волта за екземпляри с ниско напрежение.

Отличителни качества на мигащия диод:

В някои варианти на мигащи светодиоди могат да бъдат вградени няколко (обикновено 3) разноцветни светодиода с различни интервали на мигане.
Използването на мигащи светодиоди е оправдано в компактни устройства, където се поставят високи изисквания към размерите на радиоелементите и захранването - мигащите светодиоди са много икономични, тъй като електронна схема MSD се основава на MOS структури. Мигащ светодиод може лесно да замени цяла функционална единица.

Условно графично обозначение на мигащия светодиод включен електрически схемине се различава от обозначението на конвенционален светодиод, с изключение на това, че линиите на стрелките са пунктирани и символизират мигащите свойства на светодиода.

Ако погледнете през прозрачния корпус на мигащия светодиод, ще забележите, че той се състои от две части. На основата на катода (отрицателен извод) се поставя светодиоден диоден кристал.
Осцилаторният чип е разположен в основата на анодния терминал.
Чрез три златни джъмпера всички части на това комбинирано устройство са свързани.

Лесно е да различите MSD от конвенционалния светодиод по външния му вид, като погледнете корпуса му през светлината. Вътре в MSD има два субстрата с приблизително еднакъв размер. На първия от тях има кристален светлоизлъчващ куб, изработен от сплав на редки земни елементи.
За увеличаване светлинен поток, фокусиране и формиране на лъч, се използва параболичен алуминиев рефлектор (2). В MSD той е малко по-малък в диаметър, отколкото в конвенционален светодиод, тъй като втората част на пакета е заета от субстрат с интегрална схема (3).
И двата субстрата са електрически свързани помежду си чрез два златни жични джъмпера (4). Корпусът на MSD (5) е изработен от матова светлоразсейваща пластмаса или прозрачна пластмаса.
Излъчвателят в MSD не е разположен на оста на симетрия на тялото, следователно, за да се осигури равномерно осветяване, най-често се използва монолитен цветен дифузен светлинен водач. Прозрачният корпус се среща само в МСД с големи диаметри с тясна диаграма на излъчване.

Осцилаторният чип се състои от високочестотен главен осцилатор - работи постоянно - честотата му, според различни оценки, варира около 100 kHz. Заедно с RF генератора работи делител на логически елементи, който разделя високата честота до стойност от 1,5-3 Hz. Използването на високочестотен генератор заедно с честотен делител се дължи на факта, че изпълнението на нискочестотен генератор изисква използването на кондензатор с голям капацитетза ангренажната верига.

За да се доведе високата честота до стойност от 1-3 Hz, се използват разделители на логически елементи, които лесно се поставят върху малка площ от полупроводниковия кристал.
В допълнение към RF главния осцилатор и делителя, a електронен ключи защитен диод. За мигащи светодиоди, предназначени за захранващо напрежение от 3-12 волта, също е вграден ограничителен резистор. MSD с ниско напрежение нямат ограничителен резистор Необходим е защитен диод, за да се предотврати повреда на микросхемата при обръщане на захранването.

За надеждна и дългосрочна работа на високоволтовите МСД е желателно да се ограничи захранващото напрежение до 9 волта. С увеличаване на напрежението, разсейваната мощност на MSD се увеличава и, следователно, нагряването на полупроводниковия кристал. С течение на времето прекомерната топлина може да доведе до бързо разграждане на мигащия светодиод.

Можете безопасно да проверите изправността на мигащ светодиод с помощта на батерия от 4,5 волта и резистор 51 ома, свързан последователно със светодиода, с мощност най-малко 0,25 вата.

Здравето на IR диода може да се провери с помощта на камера на мобилен телефон.
Включваме камерата в режим на снимане, улавяме диода на устройството (например дистанционното управление), натискаме бутоните на дистанционното управление, работещият IR диод трябва да мига в този случай.

В заключение, трябва да обърнете внимание на въпроси като запояване и монтаж на светодиоди. Това също е много важни въпросикоито засягат жизнеспособността им.
Светодиодите и микросхемите се страхуват от статично, неправилно свързване и прегряване, запояването на тези части трябва да бъде възможно най-бързо. Трябва да използвате поялник с ниска мощност с температура на върха не повече от 260 градуса и запояване за не повече от 3-5 секунди (препоръки на производителя). Няма да е излишно да използвате медицински пинсети при запояване. Светодиодът се взема с пинсети по-високо от тялото, което осигурява допълнително отвеждане на топлината от кристала по време на запояване.
Краката на светодиода трябва да бъдат огънати с малък радиус (за да не се счупят). Вследствие на сложните извивки, крачетата в основата на корпуса трябва да останат във фабричната позиция и да са успоредни, а не напрегнати (иначе ще се измори и кристалът ще падне от крачетата).

› Светодиоди и Главна информация

Терминология на руски език

Последователно свързване на радиокомпоненти- това е, когато частите са свързани помежду си само от едната страна, т.е. последователно:

Паралелното включване на радиокомпонентите е, когато частите са свързани помежду си в две точки - в началото и в края:

Волтаж - силата, с която електричеството се "натиска" в жицата, за да създаде своя ток.
Подобно е на разликата в налягането в началото и в края на тръбопровода, в зависимост от силата на помпата, която задвижва водата в тръбата.
Измерва се във волтове (V).

Текущ- "количеството електричество", преминаващо през проводника за единица време.
Подобно на количеството вода, преминаващо през тръба.
Измерва се в ампери (A).

Съпротивае силата, която пречи на преминаването на електричество.
Подобно на стеснение на тръба, което предотвратява свободния поток на водата.
Измерва се в омове (Ohm).

Мощност- характеристика, отразяваща способността, например, на резистор да пропуска електрически ток без да навреди на себе си (прегряване или разрушаване).
Подобно на дебелината на стената на стеснението на тръбата.

D.C- това е, когато електричеството тече постоянно в една посока, от плюс към минус.
Това са батерии, акумулатори, токоизправители.
Подобно е на потока вода, задвижван от помпа през тръба с примка в една посока.

Спад на волтажа- потенциална разлика преди и след частта, която дава съпротивление електрически ток, тоест напрежението, измерено на контактите на тази част.
Подобно на разликата в налягането на водата, задвижвана от помпата в кръг, преди и след едно от стесненията на тръбата.

Променлив ток- това е, когато електричеството тече напред и назад, променяйки посоката на движение към противоположната с определена честота, например 50 пъти в секунда.
то електрическа мрежаосветление, контакти. В тях един проводник (нула) е общ, спрямо който напрежението в другия проводник (фаза) е положително или отрицателно. В резултат на това, когато включите например електрическа кана, токът в нея тече ту в едната, ту в другата посока.
Подобно е на движението на водата, която помпата през тръбата (фаза) спуска отгоре, след това изстисква в резервоара (нула), след което го изсмуква.

AC честота- броят на пълните цикли (периоди) на промяна на посоката на тока (напред и назад) за секунда.
Измерва се в херци (Hz). Един цикъл в секунда е равен на честота от 1 херц.
Променливият ток има прав и обратен (т.е. положителен и отрицателен) полупериод.
В руските битови електрически мрежи (в гнезда и в електрически крушки) честотата е 50 херца.

Най-важните характеристики на светодиодите:

1. Полярност.

Светодиодът е полупроводник. Той пропуска ток през себе си само в една посока (точно като конвенционален диод). В този момент той светва. Следователно, когато свързвате светодиод, полярността на връзката му е важна. Ако светодиодът е свързан към променлив ток (чийто поляритет се променя например 50 пъти в секунда, както в гнездо), тогава светодиодът ще премине ток в един полупериод и няма да премине в другия, т.е. ще мига бързо, което обаче е почти незабележимо за очите.

Отбелязвам, че когато свързвате светодиода към променлив ток, е необходимо да го защитите от действието на напрежението на обратния полупериод, тъй като максимално допустимото обратно напрежение на повечето индикаторни светодиоди е в рамките на няколко волта. За да направите това, успоредно на светодиода, но с обратна полярносттрябва да включите всеки силициев диод, който ще позволи на тока да тече в обратна посока и да организира спад на напрежението върху себе си, който не надвишава максимално допустимото обратно напрежение на светодиода.

Минусът (катодът) на светодиода обикновено се маркира с малък изрез на корпуса или по-къс кабел. При липса на тези маркировки полярността може да се определи и емпирично чрез краткотрайно свързване на светодиода към захранващото напрежение през съответния резистор. Това обаче не е най-добрият начин за определяне на полярността. Освен това, за да се избегне термично разрушаване на светодиода или рязко намаляване на експлоатационния му живот, е невъзможно да се определи полярността чрез „метода на мушкане“ без подходящ резистор!

Захранващо напрежение - параметърът за светодиода не е приложим. Светодиодите нямат тази характеристика, защото не можете да свържете светодиодите директно към източник на захранване. Основното е, че напрежението, от което (през резистора) се захранва светодиодът, трябва да бъде по-високо от прякото падане на напрежението на светодиода (директният спад на напрежението е посочен в характеристиката вместо захранващото напрежение и за конвенционалните индикаторни светодиоди то варира от 1,8 до 3,6 волта средно).

Захранващото напрежение не може да бъде характеристика на светодиода, тъй като за всеки екземпляр на светодиода с една и съща номинална мощност подходящото за него напрежение може да е различно. Включвайки паралелно няколко светодиода с еднаква мощност и свързвайки ги към напрежение от например 2 волта, рискуваме бързо да изгорим някои копия и да осветим други поради разпространението на характеристиките. Следователно, когато свързвате светодиода, е необходимо да наблюдавате не напрежението, а тока.

Номиналният ток на повечето индикаторни светодиоди съответства на 10 или 20 милиампера (за чуждестранни светодиоди по-често се посочва 20 mA) и се регулира индивидуално за всеки светодиод чрез съпротивлението на последователно свързан резистор. Освен това мощността на резистора не трябва да бъде по-ниска от изчисленото ниво, в противен случай може да прегрее. Местоположението на резистора (от плюсовата страна на светодиода или от минусовата страна) е без значение.

Тъй като за светодиода е важно токът му да съответства на номиналния ток, става ясно защо той не може да бъде свързан директно към захранващото напрежение. Ако, например, при напрежение от 1,9 волта токът е 20 милиампера, тогава при напрежение от 2 волта токът ще бъде вече 30 милиампера. Напрежението се промени само с една десета от волта, а токът скочи с 50% и значително намали живота на светодиода. И ако дори приблизително изчислен резистор се включи във веригата последователно със светодиода, тогава той ще направи много по-фина настройка на тока.

Изчисляване на резистор за ограничаване на тока
Съпротивление на резистора:

R \u003d (Upit. - Upad.) / (I * 0,75)

- Упит. - напрежение на захранването във волтове.
- Есен. - директен спад на напрежението върху светодиода във волтове (посочен в спецификациите и обикновено е в района на 2 волта). Когато няколко светодиода се включат последователно, величините на падовете на напрежението се сумират.
- I - максималният постоянен ток на светодиода в ампери (посочен в характеристиките и обикновено е 10 или 20 милиампера, т.е. 0,01 или 0,02 ампера). Когато няколко светодиода са свързани последователно, предният ток не се увеличава.
- 0,75 - коефициент на надеждност на светодиода.

Минимална мощност на резистора:

P \u003d (Upit. - Ufall.) ^ 2 / R

P е мощността на резистора във ватове.
- Упит. - ефективно (ефективно, средноквадратично) напрежение на захранването във волтове.
- Есен. - директен спад на напрежението върху светодиода във волтове (посочен в спецификациите и обикновено е в района на 2 волта). Когато няколко светодиода се включат последователно, величините на падовете на напрежението се сумират. .
- R - съпротивление на резистора в ома.

Ограничение на обратното напрежение при свързване на LED към AC

При свързване на светодиода към променлив ток е необходимо да се ограничи влиянието на опасното за него напрежение на обратния полупериод. За повечето светодиоди максималното допустимо обратно напрежение е само около 2 волта и тъй като светодиодът е заключен в обратната посока и през него практически не протича ток, спадът на напрежението върху него става пълен, тоест равен на захранването волтаж. В резултат на това пълното захранващо напрежение на обратния полупериод се прилага към клемите на диода.

За да се създаде приемлив спад на напрежението на светодиода за обратния полупериод, е необходимо да се премине "през него" обратен ток. За да направите това, успоредно на светодиода, но с обратна полярност, трябва да включите всеки силициев диод (маркировката започва от 2D ... или KD ...), който е предназначен за постоянен ток не по-малък от този, който тече в верига (например 10 mA).

Диодът ще пропусне проблемния полупериод и ще създаде спад на напрежението върху себе си, който е обратен на светодиода. В резултат на това обратното напрежение на светодиода ще стане равно на спада на напрежението в права посока на диода (за силициевите диоди това е около 0,5–0,7 V), което е под границата от 2 волта на повечето светодиоди. Обратното е максимумът допустимо напрежениеза диода е много по-високо от 2 волта и от своя страна успешно се намалява от падането на напрежението напред на светодиода. В резултат на това всички са доволни.

Въз основа на съображения за спестяване на пространство трябва да се даде предпочитание на диоди с малък размер (например диод KD522B, който се използва, между другото, в мрежови филтри"Пилот" е за тази цел). Вместо силициев диод можете да поставите и втори светодиод със същия или по-голям максимален ток в права посока, но при условие, че и за двата светодиода спадът на напрежението на единия светодиод не надвишава максимално допустимото обратно напрежение на другия.

Забележка: Някои радиолюбители не защитават светодиода от обратно напрежение, като твърдят, че светодиодът така или иначе не изгаря. Този режим обаче е опасен. При обратно напрежение над посоченото в характеристиките на светодиода (обикновено 2 V), при всеки обратен полупериод, в резултат на излагане на силно електрическо поле в p-n прехода, възниква електрически пробив на светодиода и ток протича през него в обратна посока.

Само по себе си електрическият срив е обратим, т.е. не поврежда диода и когато обратното напрежение намалее, свойствата на диода се възстановяват. За ценерови диоди например това е общо взето режим на работа. Въпреки това, този допълнителен ток, макар и ограничен от резистора, може да причини прегряване на p-n прехода на светодиода, което води до необратимо термично разрушаване и по-нататъшно разрушаване на кристала. Ето защо, не бъдете мързеливи, за да поставите шунт диод. Освен това почти всеки силициев диод е подходящ за това, тъй като те (за разлика от германиевите) имат малък обратен ток и следователно няма да го поемат, намалявайки яркостта на шунтирания светодиод.

Най-честите грешки при свързване на светодиоди

5. Свързване на светодиода към електрическа мрежа (напр. 220V) без предприемане на мерки за ограничаване на обратното напрежение. Повечето светодиоди имат граница на обратно напрежение от около 2 волта, докато напрежението на обратния полупериод, когато светодиодът е изключен, създава спад на напрежението в него, равен на захранващото напрежение. Има много различни схеми, които изключват разрушителния ефект на обратното напрежение. Най-простият е обсъден по-горе.

Ако няма необходим резистор

Необходимото съпротивление ® и мощност (P) на резистора могат да бъдат получени чрез комбиниране на резистори с други номинални стойности и мощности в последователно-паралелен ред.
Формула за устойчивост на серийна връзкарезистори

Формула за устойчивост на паралелна връзкарезистори

R = (R1 * R2) / (R1 + R2) или R = 1 / (1 / R1 + 1 / R2)

Неограничен:

R = 1 / (1 / R1 + 1 / R2 + ... + 1 / Rn)

Мощност на резистори

Мощността на резисторите в комплекта се изчислява въз основа на същите формули, както при единичните резистори. Когато е свързан последователно, захранващото напрежение се замества във формулата за изчисляване на мощността, минус спада на напрежението на други последователни резистори и светодиода.

4 години

Страница 1

Ограничаващото съпротивление се избира от 10 - 100 пъти повече съпротивасензор за виртуална поддръжка постоянна силаток през токови електроди. Следователно напрежението на измервателните електроди е само пропорционално на съпротивлението на разтвора.

Ограничаващото съпротивление на ограничителя, което осигурява намаляване на изходното напрежение до номиналната стойност и включено преди това, се свързва накъсо с помощта на контакти b, c.

Ако ограничителното съпротивление се намали или напрежението на източника се увеличи, йонната бомбардировка на катода причинява силното му нагряване и възниква явлението термоелектронна емисия, плътността на тока се увеличава значително и напрежението между електродите на разрядното устройство пада. Този тип разряд се нарича термоелектронна дъга.

Въпреки че има голямо ограничаващо съпротивление, разрядът има характер на светене. В този случай газовите йони под действието на силите на полето бомбардират катода на устройството и избиват нови свободни електрони от него, подобно на процеса на вторична емисия. Броят на сблъсъците с газовите молекули се увеличава, което увеличава броя на йоните и от своя страна увеличава броя на новите свободни електрони, избити от катода. Токът има тенденция да нараства като лавина, но увеличаването на спада на напрежението през ограничаващото съпротивление ограничава напрежението на газовото устройство, скоростта на бомбардиращите йони и броя на новите свободни електрони. Следователно тлеещият разряд се характеризира с ниска плътност на тока.

Зарядно устройство UZ-400 и неговата работна схема.

KU има ограничително съпротивление 1R (400 ома), така че токоизправителите да не изгорят, когато някой от работещите кондензатори се разпадне и в резултат на това се увеличи токът на повреда. Съпротивление 2R (240 kohm) е допълнително, тъй като не е налично поляризирано реле 400 V.

Тази верига е свързана чрез ограничаващото съпротивление RK към захранването - Ek. Съпротивлението RK ограничава колекторния ток от покачване твърде много, когато повторното намагнитване приключи. феритни сърцевинии индуктивното съпротивление на товара става много малко. Броят на клетките, свързани към изхода на веригата, е ограничен от количеството ток, което намалява с увеличаване на броя на намотките (индуктивното съпротивление на товара се увеличава) и може да стане недостатъчно за обръщане на намагнитването. Диаграми на напрежения и токове на реална феритно-транзисторна клетка са показани на фиг. 14.10. изпускайте колекторен ток A/K е кондициониран индуктивно съпротивлениев колекторната верига. Колкото повече индуктивен товар, толкова повече се изкривява импулсът в колектора. Това обстоятелство налага ограничение върху избора на броя на завоите колекторна намоткаи броя на товарните клетки.

Ако стойността на ограничаващото съпротивление се намали или напрежението на източника се увеличи, йонното бомбардиране на катода причинява силното му нагряване и възниква явлението термоемисия, плътността на тока се увеличава значително и напрежението между електродите на изпускателното устройство пада. Този тип разряд се нарича термоелектронна дъга.

Двуизводен компонент позволяващ ограничаване D.C.от десети от милиампера до десетки милиампера е просто решение за много вериги електрически вериги. Компонентът, разгледан в тази статия, подобрява стабилността на устройствата, има ниска цена и прави възможно опростяването на разработването на електрически вериги и производството на много устройства. Полупроводниковото устройство в повечето случаи има дизайн на опаковката, който наподобява диод с ниска мощност. Поради наличието само на два извода, полупроводниците от този клас се споменават в документацията на производителите като диоди за ограничаване на тока, CLD, има и наименованието диоди за регулатор на тока, CRD. Вътрешната верига на ограничителя на тока не съдържа диоди, това име е фиксирано само поради външното сходство на корпуса на устройството с диод. Ще се опитам да компенсирам малко липсата на информация за свойствата и приложението на диодния ограничител на тока. Нека си припомним някои теоретични сведения за правилното използване на устройството.

ЗАПОМНЕТЕ СИ ЕЛЕКТРОТЕХНИКАТА

Захранващите устройства се разделят на източници на ЕМП и източници на ток. Идеализираният източник на ЕМП има вътрешно съпротивление, равно на нула, напрежението на изхода му е равно на ЕМП и не зависи от изходния ток поради натоварването. Идеализираният източник на ток има два безкрайно големи параметъра: вътрешно съпротивление и ЕМП, които са свързани с постоянно съотношение - ток. С увеличаване на съпротивлението на натоварване, EMF се увеличава, което прави възможно получаването на необходимия ток във веригата, независимо от съпротивлението на натоварване. Свойство на източник на ток, което прави възможно получаването на стабилна стойност на тока: когато съпротивлението на натоварване се промени, EMF на източника на ток се променя по такъв начин, че текущата стойност остава постоянна.

Съществуващите източници на ток поддържат тока на необходимото ниво в ограничен диапазон на напрежението, генерирано при товара, и в малък диапазон на съпротивление на товара. Разглежда се идеализиран източник на ток и реален източник на ток може да работи при нулево съпротивление на натоварване. Един от важни параметрина всеки източник на ток, е обхватът на съпротивлението на натоварване. Реално е невъзможно и ненужно да се осигури ток в диапазона на товарното съпротивление от нула до безкрайност. Съпротивлението на контактите на конекторите, проводниците, съпротивлението на други елементи се добавя към съпротивлението на натоварване, следователно товар с нулево съпротивление не съществува. Безкрайно голяма устойчивостозначава, че няма товар и не протича ток, напрежението на изходните клеми на източника на ток е равно на максималната стойност. Режимът на затваряне на изхода на източника на ток не е изключение или трудна за изпълнение функция на източника на ток, това е един от режимите на работа, в който устройството може безопасно да превключи в случай на случайно затваряне на изхода и да влезе в режим на работа с номиналното съпротивление на натоварване. Свойството на източника на ток да осигурява постоянен ток независимо от съпротивлението на натоварване е много ценно, благодарение на това свойство значително се повишава надеждността на системата, в която се прилага. На практика източникът на ток е устройство, което включва източник на ЕМП. Лабораторно захранване, батерия, слънчева батериявсичко това са източници на ЕМП, които доставят електричество на потребителя. Стабилизатор или ограничител на тока е свързан последователно с източника на ЕМП. Изходът на тази група последователно свързани устройства се счита за източник на ток, използван за захранване на електрически двигатели, в системи за галванични покрития върху метали, създаване на постоянни магнитни полета, захранване на конвенционални, свръхярки, лазерни светодиоди и много други цели.

Най-простият източник на ток може да бъде създаден с помощта на диоден ограничител на тока. Текущата гранична стойност и граничната точност са в съответствие с документацията, публикувана от производителя.

ПРИМЕРИ И НЯКОИ ПАРАМЕТРИ

Постоянността на тока с промяна в приложеното напрежение отразява динамичното съпротивление. Хоризонталната част на характеристиката има лек наклон, който показва съотношението на малка промяна на напрежението към малката промяна на тока, причинена от нея. Този параметър се нарича динамично съпротивление или диференциално съпротивление по аналогия със закона на Ом. При големи промени в напрежението токът се променя леко, така че динамичното съпротивление на диодния ограничител на тока се измерва в мегаома. Колкото по-висока е стойността на този параметър, толкова по-добър е диодният ограничител на тока.

Диодни ограничители на тока се предлагат от много производители на полупроводници.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Обозначението на веригата и името на диодните ограничители на тока в съответствие с GOST не могат да бъдат намерени. В схемите на статията се използва обозначението на обикновен диод. Ограничаващият ток може да се отклонява от номиналния ток с до двадесет процента. Когато напрежението се промени от два волта до напрежението на пробив, ограничаващият ток също се променя с пет процента. Колкото по-висок е ограничаващият ток, толкова по-голямо е отклонението при увеличаване на напрежението. При паралелна връзканяколко диодни ограничителя, можете да получите същия ограничаващ ток, както при използване на един, но в същото време да намалите възможно най-малко работно напрежениев същото време обхватът на напрежението, в който работи ограничителят, се увеличава.

Сравнявайки графиките на характеристиките ток-напрежение на идеален източник на ток и диоден ограничител на тока, се забелязва разлика при ниско напрежение на клемите. За нормална работа на диодния ограничител на тока е необходимо напрежение над определена стойност, като правило е повече от два волта. Тъй като напрежението се увеличава от нула до ниво от около два волта, токът се увеличава от нула до стойност за ограничаване на тока, съответстваща на типа ограничител. Тази част от характеристиката ток-напрежение наподобява характеристиката на резистор. При по-нататъшно увеличаване на напрежението токът не се увеличава - токът е ограничен. С други думи, токът може да приема стойности от нула, като постепенно се увеличава до граничната стойност. Колкото по-ниско е напрежението, при което устройството преминава в режим на ограничаване на тока, толкова по-удобно е да се използва в разработените схеми. При по-нататъшно увеличаване на напрежението ще настъпи разбивка приблизително в диапазона на напрежението от петдесет до сто волта, в зависимост от вида на ограничителя. Хоризонталната част на характеристиката има наклон, отразяващ известна промяна в граничната стойност на тока в зависимост от напрежението. Колкото по-висока е стойността на напрежението на клемите, толкова по-силно се различава граничната стойност на тока от данните за номиналния ток. Напрежението на полюсите на верига, състояща се от товар и диоден ограничител на тока, трябва да бъде такова, че да осигурява напрежение на клемите на диодния ограничител от повече от един и половина до два волта. Помислете за верига, състояща се от диоден ограничител на тока и светодиоди. При захранващо напрежение от 24 волта, светодиодите не трябва да са повече от двадесет и два волта, в противен случай яркостта ще намалее. Ако веригата изисква напрежението на светодиодите да бъде намалено до един и половина волта (да приемем, че товарът е един светодиод), тогава напрежението при клемата на диода ще бъде 22,5 волта, което ще му позволи да работи нормално и под критичното напрежение на пробив с граница на напрежението за токови удари. Тъй като яркостта и сянката на светенето на светодиода зависят от протичащия ток, когато диоден ограничител на тока е включен в захранващата верига на светодиода, правилният режим и надеждност се осигуряват чрез фиксиране на тока на необходимото ниво и работа в диапазон на напрежение от два до сто волта.

Тази схема е лесна за преобразуване в зависимост от светодиодите и захранващото напрежение. Един или повече диодни ограничители на тока, свързани паралелно в светодиодната верига, ще задават тока на светодиода, а броят на светодиодите зависи от диапазона на захранващото напрежение. Използвайки диодни източници на ток, можете да изградите индикатор или осветително тялопроектиран да се захранва от постоянно напрежение, чрез токоизправител и филтър LED лампасвързан към променливотоково захранване.
Използване на резистор в захранващата верига на светодиода на индикатора за захранване системен блокперсонален компютър към мрежата доведе до повреда на светодиода. Използването на диоден ограничител на тока направи възможно постигането на надеждна работа на индикатора. В този случай индикаторът е свързан към конектора за захранване, което опростява подмяната на дънната платка

Диодните ограничители на тока могат да бъдат свързани паралелно. Необходимият режим на захранване на товарите може да се получи чрез промяна на типа или паралелно включване на необходимия брой от тези устройства. Когато светодиодът на оптрона се захранва през резистор, пулсациите на захранващото напрежение на веригата водят до флуктуации на яркостта, насложени отпред правоъгълен импулс. Използването на диоден ограничител на тока в захранващата верига на светодиода, който е част от оптрона, намалява изкривяването цифров сигналпредавани чрез оптрон и повишават надеждността на канала за предаване на информация. Използването на диоден ограничител на тока, който задава режима на работа на ценеровия диод, ви позволява да изградите прост източник на референтно напрежение. Когато захранващият ток се промени с десет процента, напрежението на ценеровия диод се променя с две десети от процента и тъй като токът е стабилен, стойността на референтното напрежение е стабилна, когато мощността на веригата се промени.

Ефектът от вълните на захранващото напрежение върху изходното референтно напрежение се намалява със сто децибела. По-евтино референтно напрежение може да се разработи чрез замяна на ценеровия диод с резистор. Токът е фиксиран, така че напрежението през резистора няма да се промени. Когато резистор за настройка е свързан последователно с постоянен резисторстава възможно да се зададе точно необходимата стойност на референтното напрежение, което не може да се направи при използване на ценеров диод.

С помощта на диоден ограничител на тока и кондензатор може да се получи линейно изменящ се сигнал - напрежение, което нараства или намалява с постоянна скорост. Токът на зареждане или разреждане на кондензатор е пропорционален на скоростта на промяна на напрежението в кондензатора. Ако токът е фиксиран, тогава напрежението в кондензатора се променя с постоянна скорост - линейно. Напрежението на кондензатора U(t)=It/C, където I е ограничаващият ток на диодния ограничител на тока, t е времето на протичане на тока, C е капацитетът на кондензатора. Например, ако ограничаващият ток е един милиампер, а капацитетът на кондензатора е сто микрофарада, тогава за една секунда напрежението в кондензатора ще достигне стойност от десет волта. Рампата на тока спира, когато напрежението в кондензатора се доближи до захранващото напрежение на веригата на ограничителя на тока. Тази синхронизираща верига се използва в трионни и триъгълни сигнални вериги, в аналогово-цифрови преобразуватели, устройства плавен стартелектроуреди и много други.

Използването на диоден ограничител на тока във веригата на емитерния последовател в емитерната верига увеличава входното съпротивление на транзистора, увеличава усилването на веригата и намалява разсейването на топлината, когато транзисторът работи в критични режими.

УСТРОЙСТВО ЗА ДИОДЕН ОГРАНИЧИТЕЛ НА ТОК

Основата на устройството е полеви транзистор с p-n преходом и n-канал. Напрежението порта-източник определя тока на източване. Когато гейтът е свързан към източника, токът през транзистора е равен на първоначалния дрейнов ток, който протича при напрежение на насищане между дрейна и източника. Следователно, за нормална работа на диодния ограничител на тока, напрежението, приложено към клемите, трябва да бъде по-голямо от определена стойност, равна на напрежението на насищане полеви транзистор.

Транзисторите с полеви ефекти имат голяма вариация в началния ток на източване, тази стойност не може да бъде точно предвидена. Евтините диодни ограничители на тока са полеви транзистори с избран ток, в които портата е свързана към източника. За да се намали ограничаващият ток и да се увеличи динамичното съпротивление, в веригата на източника е включен резистор с автоматично отклонение, който задава обратното отклонение на портата.

Когато напрежението, приложено между дрейна и източника, се промени от насищане до пробив, токът почти не се променя. За да се получи ограничителният ток на необходимата стойност, съпротивлението R на резистора се изчислява по формулата:

Където:
Използвайте ни. - напрежение на насищане дрейн-източник
Ilimit - текуща гранична стойност
Iccurrent рано - начален ток на изтичане

При проектирането на ограничител на тока, базиран на FET, напрежението на насищане на дрейн-източник може да се получи от изходната характеристика на FET, като първоначалният ток на изтичане е референтна стойност.

Изходна характеристика на полеви транзистор с p-n преход KP312A и n-канал.

Когато полярността на напрежението се обърне, диодният ограничител на тока се превръща в конвенционален диод. Това свойство се дължи на факта, че p-n преходът на транзистора с полеви ефекти е предубеден и токът протича през веригата гейт-дрейн. Максималният обратен ток на някои диодни ограничители на тока може да достигне сто милиампера.

ИЗТОЧНИК НА ТОК 0,5 A ИЛИ ПОВЕЧЕ

За да стабилизирате токове от 0,5-5 ампера или повече, можете да приложите верига основен елементкойто е мощен транзистор. Диодният ограничител на тока стабилизира напрежението на резистора 200 ома и в основата на транзистора. Промяната на резистор R1 от 0,2 на 10 ома задава тока, протичащ в товара. Изборът на стабилизиращ ток на веригата ограничава максималния ток на транзистора или максималния ток на захранването. Приложение на диоден ограничител на тока с възможно най-много номинален токстабилизирането подобрява стабилността на изходния ток на веригата, но в същото време не трябва да забравяме за минималното възможно напрежение на диодния ограничител на тока. Промяната на резистора R1 с 1-2 ома значително променя изходния ток на веригата. Този резистор трябва да има голям капацитет на разсейване на топлината, промяната в съпротивлението поради топлина ще доведе до отклонение на изходния ток от зададената стойност. Резисторът R1 е най-добре сглобен от няколко мощни резистора, свързани паралелно. Резисторите, използвани във веригата, трябва да имат минимално отклонение на съпротивлението при температурни промени. При изграждане на регулиран източник на стабилен ток или за фина настройка на изходния ток резисторът от 200 ома може да бъде заменен с променлив. За да се подобри стабилността на тока, транзисторът се усилва от втори транзистор с по-ниска мощност. Транзисторите са свързани в съставна транзисторна верига. При използване на композитен транзистор минималното стабилизиращо напрежение се увеличава.

Тази верига може да се използва за захранване на соленоиди, електромагнити, намотки стъпкови двигатели, в галванопластиката, за зареждане на батерии и други цели. Транзисторът трябва да бъде инсталиран на радиатора. Дизайнът на устройството трябва да осигурява достатъчно разсейване на топлината. Ако бюджетът на проекта ви позволява да увеличите разходите с една или две рубли и дизайнът на устройството позволява увеличаване на площта печатна електронна платка, тогава с помощта на паралелната комбинация от диодни ограничители на тока можете да подобрите параметрите на разработваното устройство. Пет компонента на веригата CDLL5305, свързани паралелно, ще стабилизират тока на ниво от десет милиампера, както в случай на използване на един компонент на веригата CDLL257, но минималното работно напрежение в случай на пет CDLL5305 е по-малко, което е важно за вериги с ниско напрежениехранене. Също така положителните свойства на CDLL5305 включват неговата наличност в сравнение с устройствата на производителя Semitec. Замяната на един токоограничител с група паралелно свързани токоограничители намалява нагряването на диодните токоограничители и измества горната граница на температурния диапазон. Плащането за работата на източника на ток, независимо от съпротивлението на натоварване, е мощността, освободена на транзистора. Във всеки случай е необходимо да се избере компромис между границата на устойчивост на натоварване и топлината, генерирана от мощния контролен елемент. За да осигурите широк диапазон от съпротивления на натоварване, трябва да използвате захранване с възможно най-високо напрежение. При изходен ток от сто милиампера при натоварване от двадесет ома, напрежението ще бъде два волта, а спадът на напрежението върху елементите на източника на ток ще бъде 28 волта, когато устройството се захранва от напрежение от тридесет волта. Мощност 28V * 100mA = 2,8 вата ще бъде освободена на елементите на веригата на източника на ток. Когато избирате радиатор, не трябва да забравяте едно просто правило: „Не можете да разваляте каша с масло“. Намаляването на максималното възможно съпротивление на натоварване ще намали захранващото напрежение, което ще намали нагряването на устройството, ще намали размера на радиатора и ще увеличи ефективността.

ПОВИШАВАНЕ НА РАБОТНОТО НАПРЕЖЕНИЕ

За да се използват диодни ограничители на тока при напрежения, по-високи от напрежението на пробив, един или повече ценерови диоди се свързват последователно с диодния ограничител на тока, докато обхватът на напрежението на диодния ограничител на тока се измества от размера на стабилизиране на напрежението от ценерови диод. Веригата може да се използва за грубо откриване дали прагът на напрежението е надвишен.

Не беше възможно да се намерят домашни диодни ограничители на тока. Вероятно с течение на времето ситуацията с домашните полупроводникови устройства от този клас ще се промени.

П. Хоровиц, У. Хил. Изкуството на схемотехниката.
Л. А. Бесонов. Теоретична основаелектроинженерство. Електрически вериги.
Радио №2, 1974 г
http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/124777/MICROSEMI/CDLL5305.html
http://www.datasheetarchive.com/CA500-datasheet.html
http://www.centralsemi.com/PDFs/products/cclm0035-5750.pdf
http://www.centralsemi.com/PDFs/other/ec051semiconductora.pdf
http://www.centralsemi.com/PDFs/products/cld_application_notes.pdf
http://www.centralsemi.com/PDFs/products/ALL_SMD_CLD_curves.pdf
http://www.centralsemi.com/product/smd/select/diodes/CLD.aspx
http://www.semitec-usa.com/downloads/crd.pdf

Платон Константинович Денисов, Симферопол