Calcolo del circuito LED. Calcolo e selezione della resistenza per un LED

Gli elementi LED sono sempre più utilizzati in aree dell'attività umana come apparecchi di illuminazione per locali, in lampioni, torce elettriche, quando si illumina un acquario. Nell'industria automobilistica, i gruppi di LED sono ampiamente utilizzati per illuminare le luci di posizione, le luci dei freni e gli indicatori di direzione.

Aspetto dei LED

Elementi separati con colori diversi forniscono l'illuminazione del cruscotto e indicano una diminuzione del livello del liquido di raffreddamento del radiatore. È impossibile elencare tutte le aree del loro utilizzo: dalla decorazione di un albero di Capodanno, all'illuminazione di un acquario, ai dispositivi per la tecnologia missilistica e spaziale.

Stanno gradualmente sostituendo le tradizionali lampade a incandescenza. Numerosi negozi online vendono strisce LED e altri prodotti di illuminazione online. Puoi anche trovare una calcolatrice per calcolare i circuiti driver per loro, se devi ripararli o realizzarli tu stesso. Ci sono una serie di ragioni per questo rapido sviluppo.

Vantaggi principali

basso consumo energetico;
alta efficienza;
basse tensioni;
quasi nessun riscaldamento;
elevato grado di sicurezza elettrica e antincendio;
corpo robusto: l'assenza di filamenti fragili e bulbi di vetro li rende resistenti agli influssi meccanici e alle vibrazioni;
il funzionamento senza inerzia garantisce un funzionamento rapido, non è necessario dedicare tempo al riscaldamento del filamento;
resistenza, dimensioni ridotte e durata;
durata di servizio continua di almeno 5 anni;
un'ampia scelta di spettro (colori) e la possibilità di progettare un elemento separato per creare un'illuminazione diffusa o direzionale.

Ci sono diversi svantaggi significativi:

Costo elevato.
Intensità flusso luminoso il singolo elemento è piccolo.
Maggiore è la tensione della fonte di alimentazione richiesta, più velocemente verrà distrutta la struttura degli elementi LED. Il problema del surriscaldamento viene risolto installando un radiatore.

Parametri e caratteristiche

I LED presentano molti più vantaggi che svantaggi, ma a causa del costo elevato, le persone non hanno fretta di acquistare dispositivi di illuminazione basati sui LED. Acquistano le persone con le conoscenze necessarie singoli elementi e assemblare le lampade per l'acquario stesso, effettuare i collegamenti cruscotti automobili, luci dei freni e dimensioni. Ma per questo è necessario avere una buona conoscenza dei principi di funzionamento, dei parametri e caratteristiche di progettazione LED.

parametri:

corrente operativa;
tensione operativa;
colore del flusso luminoso;
angolo di diffusione:
tipo di corpo.

Una caratteristica speciale dei design è il diametro e la forma della lente, che determina la direzione e il grado di dispersione del flusso luminoso. La parte dello spettro dei colori del bagliore è determinata dalle impurità aggiunte al cristallo semiconduttore del diodo. Fosforo, indio, gallio e alluminio forniscono l'illuminazione dalla gamma del rosso al giallo.

La composizione di azoto, gallio, indio renderà lo spettro nella gamma dei colori blu e verde, se aggiungi un fosforo a un cristallo dello spettro blu (ciano), puoi ottenere luce bianca. Gli angoli di direzione e dispersione dei flussi sono determinati dalla composizione del cristallo, ma in misura maggiore dalla forma della lente del LED.

Per mantenere il mondo vivente dell'acquario, è necessario il processo di fotosintesi delle alghe. Ciò richiede lo spettro corretto e un certo livello di illuminazione dell'acquario, cosa che i LED fanno bene.

Calcolo di parametri e circuiti

Dopo aver deciso il colore, la direzione del flusso luminoso e la tensione della fonte di alimentazione, è possibile acquistare i LED. Ma da collezionare lo schema richiesto, è necessario calcolare la resistenza LED nel circuito, che spegne l'aumento della tensione di alimentazione. Conosciamo la corrente e la tensione operativa in base ai loro valori nominali.

Bisogna tenere presente che un LED è un semiconduttore dotato di polarità.

Se le polarità vengono invertite, non si accenderà e potrebbe anche guastarsi. Un buon esempio per il calcolo della resistenza di spegnimento nei circuiti di collegamento dei LED sono le apparecchiature di illuminazione delle automobili. Come indicazione dello status di un certo parametro tecnico Viene utilizzato un elemento LED; come opzione viene utilizzato un livello inferiore di liquido di raffreddamento del radiatore.

Schema di collegamento del LED

R = Uak. – Ulavoro./Io lavoro.
R = 12 V – 3 V/00,2 A = 450 Ohm = 0,45 kOhm.

Uak è la tensione della fonte di alimentazione, nel nostro caso batteria per auto 12V;
Urab – tensione operativa del LED;
I slave – corrente operativa del LED.

È possibile calcolare la resistenza del resistore di spegnimento in un circuito con una connessione in serie di un certo numero di LED. Questa opzione può essere utilizzata per illuminare gli strumenti sul pannello anteriore o come luci di stop per un'auto.

Schema di collegamento seriale dei LED e resistenza di spegnimento

Il calcolo della resistenza è simile:

R = Uak – Urab*n / Ilavoro.

R = 12 V – 3 V * 3/ 0,02 A = 150 Ohm = 0,15 kOhm.

n – numero di LED 3 pz.

Vale la pena considerare il caso con sei LED; vengono utilizzati anche nelle luci di arresto Di più, ma la metodologia per il calcolo della resistenza e la costruzione del circuito sarà la stessa.

R = Uak – Urab*n / Irab
R = 12V – 18 V/002A – la tensione di funzionamento dei diodi supera la tensione della fonte di alimentazione, in questo caso dovrai dividere i diodi in 2 gruppi di tre diodi e collegarli secondo circuito parallelo. Eseguiamo i calcoli per ciascun gruppo separatamente.

Il calcolo precedente con tre LED in un circuito con connessione seriale mostra che per la connessione parallela in ciascun gruppo il valore della resistenza dovrebbe essere 0,15 kOhm.

Nonostante il leggero riscaldamento Lampade a LED non funzionano senza radiatore. Ad esempio, per illuminare un acquario, sulla parte superiore è installato un coperchio, su cui puntano le sorgenti luminose o striscia led. Per evitare il surriscaldamento, viene utilizzato un profilo in alluminio. Per la produzione di radiatori si iniziano a utilizzare plastiche speciali che dissipano il calore. Gli esperti sconsigliano di realizzarli da soli, anche se nessuno vieta di adottare misure per migliorare la rimozione del calore lampade potenti. È bene usare il rame, che ha un'elevata conduttività termica, come radiatore.

Su molti siti puoi trovare una calcolatrice che ti consente di selezionare un circuito, inserire i parametri del diodo e calcolare resistenza in linea per un LED o gruppo.

Nei negozi specializzati è possibile acquistare i dischi con software e installa i driver sul tuo computer di casa. Il programma con autisti può essere facilmente scaricato gratuitamente online oppure acquistato pagando elettronicamente sul sito.

Caratteristiche da considerare:

Non è consigliabile collegare i LED in un circuito parallelo attraverso una resistenza. Se un diodo si guasta, verrà fornita troppa potenza agli altri. tensione potente, che causerà il guasto di tutti i diodi. Se ti imbatti in un circuito del genere, puoi utilizzare un calcolatore online per calcolarlo e rifarlo aggiungendo resistenze separate ai LED.

Schema di collegamento in parallelo

I calcoli possono risultare in valori di resistenza che non coincidono con i valori standard, quindi viene selezionata una resistenza leggermente più grande. È conveniente utilizzare il calcolatore online qui.
Quando la tensione operativa dei LED e la fonte di alimentazione coincidono nei circuiti domestici per torce elettriche e ghirlande per alberi di Natale, a volte non viene utilizzato un resistore. In questo caso, i singoli LED si illuminano con luminosità diversa, ciò è causato dalla diffusione dei loro parametri. In questi casi si consiglia di utilizzare convertitori per aumentare le tensioni.

Di seguito è riportato uno dei circuiti driver della lampada LED più semplici.

Schema e foto del driver della lampada MR-16

Il circuito è assemblato utilizzando il condensatore C1 e il resistore R1 invece di un trasformatore. La tensione viene fornita al ponte a diodi. La limitazione di corrente è assicurata dal condensatore C1, che crea resistenza, ma non dissipa calore, ma riduce la tensione quando connessione seriale al circuito di potenza.

La tensione raddrizzata viene livellata utilizzando il condensatore elettrolitico C2. La resistenza R1 è progettata per scaricare il condensatore C1 quando l'alimentazione è spenta. R1 e R2 non partecipano al funzionamento del circuito. Il resistore R2 è progettato per proteggere il condensatore C2 dai guasti in caso di interruzione nel circuito di alimentazione della lampada.

La foto mostra una vista del conducente da entrambi i lati. Il cilindro rosso è l'immagine del condensatore C1, quello nero è C2.

Resistore. Video

Questo video risponderà alla domanda su cos'è un resistore e come funziona. La semplicità della presentazione rende possibile l'apprendimento del materiale anche a un principiante.

Considerando tutto quanto sopra, puoi effettuare il calcolo indipendente corretto della resistenza per il LED e acquistare in un negozio specializzato qualcosa che sarà veramente utile in fattoria.

Quando si collegano LED a bassa potenza, viene spesso utilizzato un resistore di spegnimento. Questo è il massimo circuito semplice connessione, che consente di ottenere la luminosità richiesta senza utilizzare costi elevati. Tuttavia, nonostante la sua semplicità, per garantire un funzionamento ottimale è necessario calcolare la resistenza per il LED.

Consideriamo una famiglia di caratteristiche corrente-tensione (caratteristiche volt-ampere) per LED di vari colori:

Questa caratteristica mostra la dipendenza della corrente che passa attraverso il diodo emettitore di luce dalla tensione ad esso applicata.

Come si può vedere nella figura, le caratteristiche non sono lineari. Ciò significa che anche con una piccola variazione di tensione di pochi decimi di volt, la corrente può cambiare più volte.

Tuttavia, quando si lavora con i LED, di solito viene utilizzata la sezione più lineare (la cosiddetta regione di lavoro) della caratteristica corrente-tensione, dove la corrente non cambia così bruscamente. Molto spesso, i produttori indicano nelle caratteristiche del LED la posizione del punto operativo, ovvero i valori di tensione e corrente ai quali viene raggiunta la luminosità dichiarata.

La figura mostra i valori tipici del punto di funzionamento per LED rossi, verdi, bianchi e blu a 20 mA. Qui puoi notare che led di colore diverso con la stessa corrente hanno cadute di tensione diverse nell'area di lavoro. Questa caratteristica dovrebbe essere presa in considerazione durante la progettazione dei circuiti.

Le caratteristiche presentate sopra sono state ottenute per diodi emettitori di luce collegati nella direzione in avanti. Cioè, il polo negativo dell'alimentatore è collegato al catodo e il polo positivo è collegato all'anodo, come mostrato nell'immagine a destra:

La caratteristica corrente-tensione completa si presenta così:

Qui puoi vedere che la commutazione inversa è inutile, poiché il LED non emetterà energia e se viene superata una certa soglia di tensione inversa, fallirà a causa del guasto. L'emissione avviene solo quando acceso in direzione avanti e l'intensità del bagliore dipende dalla corrente che passa attraverso il LED. Se questa corrente non è limitata da nulla, il led entrerà nella zona di guasto e si brucerà. Se devi installare un LED funzionante o meno, ti sarà utile un articolo che descrive in dettaglio tutti i metodi.

Come scegliere una resistenza per un singolo LED

Per limitare la corrente del diodo emettitore di luce, è possibile utilizzare un resistore collegato come segue:

Ora determiniamo quale resistenza è necessaria. Per calcolare la resistenza si utilizza la formula:

dove U supply è la tensione di alimentazione,

U pad: caduta di tensione sul LED,

I è la corrente LED richiesta.

In questo caso la potenza dissipata dal resistore sarà proporzionale al quadrato della corrente:

Ad esempio, per il LED rosso Cree C503B-RAS, la caduta di tensione tipica è di 2,1 V a 20 mA. Con una tensione di alimentazione di 12 V, la resistenza del resistore sarà

Dalla gamma standard di resistenze E24, selezioniamo il valore nominale più vicino: 510 Ohm. Quindi la potenza dissipata dal resistore sarà

Pertanto, sarà necessario un resistore di spegnimento con un valore nominale di 510 Ohm e una potenza di dissipazione di 0,25 W.

Può sembrare che quando bassa tensione L'alimentatore può essere collegato al LED senza resistenza. Questo video mostra chiaramente cosa accadrà a un diodo emettitore di luce acceso in questo modo con una tensione di soli 5 V:

All'inizio il LED funzionerà, ma dopo pochi minuti si brucerà semplicemente. Ciò è causato dalla natura non lineare della sua caratteristica corrente-tensione, come discusso all'inizio dell'articolo.

Non collegare mai un LED senza resistenza di spegnimento, anche a bassa tensione di alimentazione. Ciò porta al suo esaurimento e, nella migliore delle ipotesi, a un circuito aperto e, nel peggiore dei casi, a un cortocircuito.

Calcolo di una resistenza quando si collegano più LED

A connessione seriale viene utilizzato un resistore, impostazione stessa corrente l'intera catena LED. È necessario tenere conto del fatto che la fonte di alimentazione deve fornire una tensione maggiore della caduta di tensione totale attraverso i diodi. Cioè, quando si collegano 4 LED con una caduta di 2,5 V, sarà necessaria una sorgente con una tensione superiore a 10 V. La corrente sarà la stessa per tutti. La resistenza del resistore in questo caso può essere calcolata utilizzando la formula:

dov'è la tensione di alimentazione,

- la somma delle cadute di tensione sui LED,

— consumo attuale.

Pertanto, 4 LED verdi Kingbright L-132XGD con una tensione di 2,5 V e una corrente di 10 mA con un'alimentazione di 12 V richiederanno un resistore

Allo stesso tempo, deve dissipare potenza

A collegamento parallelo Ogni diodo emettitore di luce è limitato dal proprio resistore. In questo caso è possibile utilizzare un alimentatore a bassa tensione, ma il consumo di corrente dell'intero circuito sarà la somma delle correnti consumate da ciascun LED. Ad esempio, 4 LED gialli BL-L513UYD di Betlux Electronics con un consumo di 20 mA ciascuno richiederanno una corrente di almeno 80 mA dalla sorgente a collegamento parallelo. Qui, la resistenza e la potenza dei resistori per ciascuna coppia "resistenza-led" vengono calcolate allo stesso modo di quando si collega un singolo LED.

Si prega di notare che sia per sequenziale che collegamento parallelo vengono utilizzati alimentatori della stessa potenza. Solo nel primo caso avrai bisogno di una fonte ad alta tensione e nel secondo con una corrente elevata.

Non è possibile collegare più LED in parallelo a un resistore, perché o bruceranno tutti molto debolmente, oppure uno di loro si aprirà un po' prima degli altri e una corrente molto grande lo attraverserà, cosa che lo disabiliterà.

Programmi per il calcolo della resistenza

A grandi quantità LED collegati, soprattutto se collegati sia in serie che in parallelo, calcolare manualmente la resistenza di ciascun resistore può essere problematico.

Il modo più semplice in questo caso è utilizzare uno dei tanti programmi per il calcolo della resistenza. Molto conveniente in questo senso è calcolatore in linea su cxem.net:

Comprende un piccolo database dei LED più comuni, quindi non è necessario inserire manualmente i valori di tensione e caduta di corrente, basta inserire la tensione di alimentazione e selezionare dall'elenco il diodo emettitore di luce desiderato. Il programma calcolerà la resistenza e la potenza dei resistori e disegnerà anche uno schema di collegamento o diagramma schematico.

Ad esempio, questa calcolatrice è stata utilizzata per calcolare la resistenza di tre XLamp MX3 con una tensione di alimentazione di 12 V:

Il programma ha anche molto funzione utile: te lo dirà codifica a colori resistenza richiesta.

Un altro semplice programma per il calcolo della resistenza, diffuso su Internet, è stato sviluppato da Sergei Voitevich dal portale ledz.org.

Qui selezioni manualmente il metodo di collegamento dei LED, tensione e corrente. Il programma non richiede installazione, basta decomprimerlo in una directory qualsiasi.

Conclusione

Un resistore di spegnimento è il limitatore di corrente più semplice per un circuito LED. La corrente, e quindi l'intensità del bagliore e la durata del LED, dipendono dalla sua scelta. Tuttavia, va ricordato che a correnti elevate, sul resistore verrà rilasciata una potenza significativa, quindi per l'alimentazione LED potentiÈ meglio usare i driver.

Molto spesso, molti radioamatori principianti hanno problemi nel calcolare la resistenza del resistore per un LED. E spesso non lo sanno per... In questo articolo cercheremo di spiegare questa domanda e per semplificare, forniremo un calcolatore online per calcolare la resistenza di un resistore LED.

Parametri LED importanti

Dal punto di vista del problema della scelta di un resistore per un LED, siamo interessati principalmente a due soli parametri LED:

I F - corrente LED diretta
V F - Tensione diretta LED (tensione operativa)

Diamo un'occhiata a questo utilizzando il LED L-53IT come esempio. Ecco le sue brevi caratteristiche:

Materiale: gas/gap
Colore chiaro: rosso
Lunghezza d'onda: 625 nm
Tensione diretta massima: 2,5 V
Tensione inversa massima: 5 V
Corrente diretta massima: 30 mA
Temperatura operativa: -40…85С

Nel datasheet dell'L-53IT LED nella sezione “Valori massimi assoluti” (valori che non possono essere superati) troviamo informazioni sulla potenza continua massima DC, che può fluire attraverso un determinato LED senza causare danni (30mA):

Controlliamo quindi la scheda tecnica per vedere qual è la tipica tensione diretta del LED (caduta di tensione attraverso il diodo):

e vediamo che:

i dati del test sono indicati per la corrente I F = 20 mA,
la tensione diretta tipica è V F = 2 V.

Una corrente di 20mA ci fornisce un buon flusso luminoso, e poiché i LED non durano per sempre, e col tempo il flusso luminoso emesso diminuisce, nella maggior parte dei casi questa corrente sarà sufficiente per un dato LED.

LED senza resistenza

Per prima cosa, diamo un'occhiata a cosa succede se colleghiamo un LED a una fonte di alimentazione senza un resistore limitatore di corrente. Utilizzeremo come esempio un alimentatore da 5 V.

In questo caso, secondo la seconda legge di Kirchhoff:

la somma delle cadute di tensione in un anello chiuso è zero

Si scopre che tutta la tensione di alimentazione è concentrata sul nostro LED:

Cosa significa l'aspetto della tensione di 5 V sul nostro LED? Diamo un'occhiata al grafico della corrente del LED rispetto alla tensione nella direzione in avanti:

Cioè, se si superano i 2,05 volt, la corrente aumenterà molto rapidamente, raggiungendo un valore elevato.

Nel nostro caso, alimentare il LED senza resistore limitatore porterà alla generazione di una corrente superiore a quella consentita (30 mA), che a sua volta lo danneggerà.

Va qui aggiunto che il motivo che distrugge un LED non è la corrente in quanto tale, ma la potenza sprigionata sotto forma di calore.

Limitazione della corrente che scorre attraverso il LED

Quindi dobbiamo limitare la corrente del LED. Abbiamo due opzioni:

utilizzare una potenza di corrente stabile (non più di 30 mA in conformità con le specifiche tecniche del LED)
limitare la corrente in modo diverso.

In questo articolo ci occuperemo del secondo metodo, ovvero collegheremo un resistore in serie al LED. Una parte della tensione di alimentazione cadrà attraverso questo resistore, che denotiamo come V R:

In conformità con la seconda legge di Kirchhoff di cui sopra, la distribuzione delle tensioni sarà determinata dalla formula:

V CC = V R + V F

Nel nostro caso conosciamo il valore di tensione tipico del nostro LED, che è di 2 volt, così come la tensione di alimentazione di 5 volt:

Pertanto, possiamo calcolare la caduta di tensione richiesta sul resistore R affinché il diodo abbia solo i 2 volt richiesti:

V R = V CC - V F

V R = 5 V - 2 V = 3 V

cioè, ci sforziamo di ottenere le seguenti tensioni nel nostro circuito:

Usiamo ora la prima legge di Kirchhoff:

la somma dei valori di forza attuali che entrano in un nodo è uguale alla somma dei valori di forza attuali che fluiscono da questo nodo

Il nostro nodo è la giunzione tra il resistore e il LED, e ciò significa che attraverso il resistore scorrerà la stessa corrente che scorre attraverso il LED. Poiché abbiamo ipotizzato che attraverso il LED possa fluire una corrente I F = 20 mA, allora:

Calcoliamo la resistenza del resistore utilizzando la legge di Ohm:

cioè, nel nostro caso:

e infine possiamo derivare la formula generale:

Dopo aver calcolato la resistenza, viene selezionato un resistore dall'intervallo nominale. Nel nostro caso, questo resistore è esattamente lo stesso calcolato, ovvero 150 Ohm, disponibile nelle serie nominali E24, E12 ed E6.

Cosa fare quando la resistenza del resistore non corrisponde a nessun valore della serie nominale? In questo caso è opportuno scegliere uno dei due più vicini alla resistenza calcolata e tenere conto di quanto segue:

Se la resistenza è inferiore al previsto, ciò aumenterà la corrente che scorre attraverso il LED.

Se la resistenza è maggiore del previsto, ciò ridurrà il flusso luminoso emesso dal LED.

Calcolatore della resistenza LED

Di seguito è riportato un calcolatore per calcolare la resistenza di un resistore LED:

Un normale piccolo LED sembra una lente a cono di plastica su gambe conduttive, all'interno della quale si trovano un catodo e un anodo. Nello schema il LED è rappresentato come un normale diodo, da cui le frecce indicano la luce emessa. Quindi il LED serve a produrre luce quando gli elettroni si spostano dal catodo all'anodo: viene emessa luce visibile.

L'invenzione del LED risale ai lontani anni '70, quando per produrre tutta la luce si utilizzavano lampade ad incandescenza. Ma oggi, all’inizio del 21° secolo, i LED hanno finalmente preso il posto delle fonti di luce elettrica più efficienti.

Dov'è il "più" del LED e dov'è il "meno"?

Per collegare correttamente un LED ad una fonte di alimentazione, è necessario innanzitutto rispettare la polarità. L'anodo del LED è collegato al più “+” dell'alimentatore e il catodo è collegato al meno “-”. Il catodo collegato al meno ha un cavo corto, l'anodo, rispettivamente, ha un cavo lungo - la gamba lunga del LED - al più “+” della fonte di alimentazione.

Dai un'occhiata all'interno del LED: l'elettrodo grande è il catodo, è il meno, l'elettrodo piccolo, che sembra proprio l'estremità di una gamba, è il più. E accanto al catodo, la lente del LED ha un taglio piatto.

Non tenere a lungo il saldatore sulla gamba

I cavi del LED devono essere saldati con attenzione e rapidità, poiché la giunzione del semiconduttore ha molta paura del calore in eccesso, quindi è necessario toccare brevemente la punta del saldatore con la punta sulla gamba saldata e spostare immediatamente il saldatore su il lato. È meglio tenere la gamba saldata del LED con una pinzetta durante il processo di saldatura per garantire che il calore venga rimosso dalla gamba, per ogni evenienza.

È necessario un resistore quando si testa un LED

Arriviamo alla cosa più importante: come collegare un LED a una fonte di alimentazione. Se desideri verificare la funzionalità del LED, non collegarlo direttamente alla batteria o all'alimentatore. Se l'alimentazione è di 12 volt, utilizzare un resistore da 1 kOhm in serie con il LED da testare per il backup.

Non dimenticare la polarità: il cavo lungo è positivo, il cavo dell'elettrodo interno grande è negativo. Se non si utilizza una resistenza, il LED si brucerà rapidamente se si eccede accidentalmente tensione nominale, una grande corrente scorrerà attraverso la giunzione p-n e il LED si guasterà quasi immediatamente.

I LED sono disponibili in diversi colori, ma il colore della luce non è sempre determinato dal colore della lente del LED. Bianco, rosso, blu, arancione, verde o giallo: la lente può essere trasparente, ma quando la accendi risulta essere rossa o blu. I LED blu e bianchi sono i più costosi. In generale, il colore della luce del LED è influenzato principalmente dalla composizione del semiconduttore e, in secondo luogo, dal colore della lente.

Trovare il valore della resistenza per il LED

La resistenza è collegata in serie al LED. La funzione del resistore è limitare la corrente, avvicinarla al valore nominale del LED, in modo che il LED non si bruci istantaneamente e funzioni in modalità nominale normale. Prendiamo in considerazione i seguenti dati iniziali:

Vps - tensione di alimentazione;

Vdf - caduta di tensione diretta sul LED in modalità normale;

Se - corrente nominale del LED in modalità di illuminazione normale.

Ora, prima di trovare , notiamo che la corrente nel circuito in serie sarà costante, la stessa in ogni elemento: la corrente If attraverso il LED sarà uguale alla corrente Ir attraverso il resistore limitatore.

Quindi Ir = Se. Ma Ir = Ur/R - secondo la legge di Ohm. A Ur = Vps-Vdf. Pertanto, R = Ur/Ir = (Vps-Vdf)/If.

Cioè, conoscendo la tensione dell'alimentatore, la caduta di tensione sul LED e la sua corrente nominale, è possibile selezionare facilmente un resistore limitatore adatto.

Se il valore di resistenza trovato non può essere selezionato dall'intervallo standard di valori di resistore, prendi un resistore di valore leggermente più grande, ad esempio, invece dei 460 Ohm trovati, prendi 470 Ohm, che sono sempre facili da trovare. La luminosità del LED diminuirà leggermente.

Esempio di selezione del resistore:

Diciamo che c'è un alimentatore da 12 volt e un LED che necessita 1,5 volt e 10 mA per l'illuminazione normale. Selezioniamo un resistore di spegnimento. La resistenza dovrebbe scendere di 12-1,5 = 10,5 volt e la corrente nel circuito in serie (alimentatore, resistenza, LED) dovrebbe essere di 10 mA, quindi dalla legge di Ohm: R = U/I = 10,5/0,010 = 1050 Ohm. Selezionare 1,1 kOhm.

Di che potenza dovrebbe essere la resistenza? Se R = 1100 Ohm e la corrente è 0,01 A, secondo la legge di Joule-Lenz, il resistore emetterà energia termica Q = I*I*R = 0,11 J, che equivale a 0,11 W. Andrà bene un resistore con una potenza di 0,125 W, ci sarà anche una certa riserva.

Collegamento in serie dei LED

Se il tuo obiettivo è collegare più LED a un'unica sorgente luminosa, è meglio effettuare il collegamento in serie. Ciò è necessario affinché ogni LED non abbia la propria resistenza per evitare inutili perdite di energia. I LED dello stesso tipo, dello stesso lotto, sono più adatti per la connessione seriale.

Supponiamo che sia necessario collegare in serie 8 LED da 1,4 volt ciascuno con una corrente di 0,02 A per collegarsi a una fonte di alimentazione da 12 volt. Ovviamente, la corrente totale sarà di 0,02 A, ma la tensione totale sarà di 11,2 volt, quindi nel resistore devono essere dissipati 0,8 volt a 0,02 A di corrente. R = U/I = 0,8/0,02 = 40 Ohm. Selezioniamo un resistore da 43 ohm di potenza minima.

Il collegamento in parallelo delle catene LED non è l'opzione migliore

Se puoi scegliere, è meglio collegare i LED in serie piuttosto che in parallelo. Se colleghi più LED in parallelo attraverso un resistore comune, a causa della variazione dei parametri dei LED, ognuno di essi non sarà su un piano di parità con gli altri, alcuni si illumineranno più luminosi, accettando più corrente, e altri, al contrario, sarà più fioco. Di conseguenza, uno dei LED si brucerà prima a causa del rapido degrado del cristallo. È meglio collegare i LED in parallelo, se non c'è alternativa, applicare ad ogni catena la propria resistenza di limitazione.

Per determinare il valore del resistore di limitazione della corrente richiesto per uno o più LED, saranno necessari i seguenti dati:

Tensione di alimentazione;
- tensione diretta del LED e corrente per la quale è progettato;
- numero e schema di collegamento dei LED.

In assenza di dati di riferimento, la tensione diretta del LED può essere determinata in modo abbastanza accurato dal colore del suo bagliore utilizzando la tabella:

La maggior parte di questi moderni dispositivi a semiconduttore sono progettati per una corrente di 20 mA, ma esistono diodi progettati per correnti più elevate (150 mA o più). Pertanto, per determinare con precisione corrente nominale saranno richiesti i dati tecnici della marca del diodo.

In completa assenza di informazioni sul marchio e caratteristiche tecniche Per i LED si consiglia di considerare la corrente nominale di 10 mA e la tensione diretta di 1,5-2 V.

Il numero richiesto di resistori di spegnimento dipende dalla scelta dello schema di collegamento per i dispositivi a semiconduttore. Quindi, quando sono collegati in serie, basta una cosa: i valori della corrente che scorre in tutti i punti sono gli stessi.

Quando si collegano i diodi in parallelo, l'uso di un resistore di spegnimento comune è inaccettabile. Per il fatto che non esistono LED completamente identici nelle loro caratteristiche; avendo una certa diffusione di resistenza e, di conseguenza, correnti consumate, consumerà un elemento con una resistenza inferiore corrente più elevata, che potrebbe causare guasti prematuri.

Pertanto, se uno dei numerosi LED collegati in parallelo si brucia, il resto, a causa della resistenza di un resistore progettato per un certo numero di diodi, riceverà una tensione maggiore per la quale non sono progettati, il che, a sua volta, causerà farli fallire.

Pertanto, quando si collegano i LED in parallelo, si consiglia di fornire una resistenza separata per ciascun elemento. Nel calcolatore proposto questa raccomandazione preso in considerazione.

Il calcolo viene effettuato utilizzando la formula:

R=Uquench/ILED;
Uquenching = Upower – ULED.

Importante! Assicurarsi di osservare la corretta polarità dei collegamenti LED. L'anodo (cavo più lungo) è collegato al positivo della fonte di alimentazione e il catodo è collegato al meno (sul lato del bulbo del diodo è presente un taglio caratteristico).