Blog › LED-uri și informații generale. Activarea corectă a LED-ului

Un LED este o diodă care se aprinde atunci când trece curentul prin el. În engleză, un LED se numește diodă emițătoare de lumină sau LED.

Culoarea strălucirii LED-ului depinde de aditivii adăugați semiconductorului. De exemplu, impuritățile de aluminiu, heliu, indiu și fosfor provoacă o strălucire de la roșu la galben. Indiul, galiul, azotul fac LED-ul să strălucească de la albastru la verde. Când se adaugă un fosfor la un cristal albastru, LED-ul va străluci alb. În prezent, industria produce LED-uri de toate culorile curcubeului, dar culoarea nu depinde de culoarea carcasei LED-ului, ci de aditivii chimici din cristalul său. Un LED de orice culoare poate avea un corp transparent.

Primul LED a fost fabricat în 1962 la Universitatea din Illinois. La începutul anilor 1990 s-au născut LED-uri strălucitoare, și puțin mai târziu super luminos.
Avantajele LED-urilor față de becurile cu incandescență sunt incontestabile și anume:

* Consum redus de energie - de 10 ori mai economic decât becurile
* Durată lungă de viață - până la 11 ani de funcționare continuă
* Durabilitate ridicată - nu vă temeți de vibrații și șocuri
* Varietate mare de culori
* Capacitate de a opera la tensiuni joase
* Siguranța mediului și la incendiu - fără substanțe toxice în LED-uri. LED-urile nu se încălzesc, ceea ce previne incendiile.

Marcaje cu LED-uri

Orez. 1. Design de LED-uri indicatoare de 5 mm

Un cristal LED este plasat în reflector. Acest reflector stabilește unghiul inițial de împrăștiere.
Lumina trece apoi prin carcasa din rășină epoxidică. Ajunge la lentilă - și apoi începe să se împrăștie pe părțile laterale la un unghi în funcție de designul lentilei, în practică - de la 5 la 160 de grade.

LED-urile emitente pot fi împărțite în două grupuri mari: LED-uri vizibile și LED-uri cu infraroșu (IR). Primele sunt folosite ca indicatoare și surse de iluminare, cele din urmă - în dispozitive telecomanda, emițătoare-recepție IR, senzori.
Diodele emițătoare de lumină sunt marcate cu un cod de culoare (Tabelul 1). Mai întâi, trebuie să determinați tipul de LED după designul carcasei sale (Fig. 1), apoi să îl clarificați prin marcajele de culoare din tabel.

Orez. 2. Tipuri de carcase LED

Culori LED

LED-urile vin în aproape toate culorile: roșu, portocaliu, chihlimbar, chihlimbar, verde, albastru și alb. Albastru și LED alb putin mai scump decat alte culori.
Culoarea LED-urilor este determinată de tipul de material semiconductor din care este fabricat și nu de culoarea plasticului carcasei sale. LED-urile de orice culoare vin într-o carcasă incoloră, caz în care culoarea poate fi aflată doar pornind-o...

Tabelul 1. Marcaje cu LED-uri

LED-uri multicolore

Un LED multicolor este proiectat simplu, de regulă, este roșu și verde combinat într-o singură carcasă cu trei picioare. Schimbând luminozitatea sau numărul de impulsuri pe fiecare cristal, puteți obține diferite culori strălucitoare.

LED-urile sunt conectate la o sursă de curent, anodul la pozitiv, catodul la negativ. Minusul (catodul) LED-ului este de obicei marcat cu o tăietură mică a corpului sau un cablu mai scurt, dar există excepții, așa că este mai bine să clarificăm acest fapt în specificatii tehnice LED specific.

În absența acestor semne, polaritatea poate fi determinată experimental prin conectarea scurtă a LED-ului la tensiunea de alimentare prin rezistorul corespunzător. Cu toate acestea, aceasta nu este cea mai bună modalitate de a determina polaritatea. În plus, pentru a evita defectarea termică a LED-ului sau o reducere bruscă a duratei de viață a acestuia, polaritatea nu poate fi determinată prin „metoda poke” fără un rezistor de limitare a curentului. Pentru testare rapidă, un rezistor cu o rezistență nominală de 1k ohmi este potrivit pentru majoritatea LED-urilor, atâta timp cât tensiunea este de 12 V sau mai puțin.

Un cuvânt de avertizare: nu îndreptați fasciculul cu LED-uri direct către ochiul dvs. (sau către ochiul prietenului dvs.) la distanță apropiată, deoarece acest lucru vă poate afecta vederea.

Tensiune de alimentare

Cele două caracteristici principale ale LED-urilor sunt căderea de tensiune și curentul. De obicei, LED-urile sunt proiectate pentru un curent de 20 mA, dar există excepții, de exemplu, LED-urile cu patru cipuri sunt de obicei proiectate pentru 80 mA, deoarece o carcasă LED conține patru cristale semiconductoare, fiecare dintre ele consumând 20 mA. Pentru fiecare LED, există valori admisibile ale tensiunii de alimentare Umax și Umaxrev (pentru comutare directă și, respectiv, inversă). Când se aplică tensiuni peste aceste valori, are loc o defecțiune electrică, în urma căreia LED-ul se defectează. Există, de asemenea, o valoare minimă a tensiunii de alimentare Umin la care LED-ul se aprinde. Gama de tensiuni de alimentare dintre Umin și Umax este numită zonă „de lucru”, deoarece aici funcționează LED-ul.

Tensiune de alimentare - acest parametru nu este aplicabil pentru LED. LED-urile nu au această caracteristică, așa că nu puteți conecta LED-urile direct la o sursă de alimentare. Principalul lucru este că tensiunea de la care este alimentat LED-ul (printr-un rezistor) este mai mare decât căderea de tensiune directă a LED-ului (căderea de tensiune directă este indicată în caracteristici în locul tensiunii de alimentare, iar pentru LED-urile indicatoare convenționale variază). în medie de la 1,8 la 3,6 volți).
Tensiunea indicată pe ambalajul LED-ului nu este tensiunea de alimentare. Aceasta este cantitatea de cădere de tensiune pe LED. Această valoare este necesară pentru a calcula tensiunea rămasă care nu a „scăzut” pe LED, care participă la formula de calcul a rezistenței rezistenței de limitare a curentului, deoarece aceasta este cea care trebuie ajustată.
O modificare a tensiunii de alimentare de doar o zecime de volt pentru un LED convențional (de la 1,9 la 2 volți) va determina o creștere cu cincizeci la sută a curentului care curge prin LED (de la 20 la 30 miliamperi).

Pentru fiecare LED cu aceeași clasificare, tensiunea potrivită pentru acesta poate fi diferită. Aprinzând în paralel mai multe LED-uri de aceeași putere și conectându-le la o tensiune de, de exemplu, 2 volți, riscăm, din cauza variației caracteristicilor, să ardem rapid unele copii și să le subiluminăm pe altele. Prin urmare, atunci când conectați un LED, este necesar să monitorizați nu tensiunea, ci curentul.

Valoarea curentă pentru LED este parametrul principal și este de obicei de 10 sau 20 de miliamperi. Nu contează care este tensiunea. Principalul lucru este că curentul care curge în circuitul LED corespunde valorii nominale pentru LED. Și curentul este reglat de un rezistor conectat în serie, a cărui valoare este calculată prin formula:

R
Upit— tensiunea de alimentare în volți.
Cădere— căderea directă a tensiunii pe LED în volți (indicată în specificații și de obicei în jur de 2 volți). La conexiune secvenţială Pentru mai multe LED-uri se adună căderile de tensiune.
eu— curentul direct maxim al LED-ului în amperi (indicat în specificații și este de obicei fie de 10, fie de 20 de miliamperi, adică 0,01 sau 0,02 amperi). Când mai multe LED-uri sunt conectate în serie, curentul direct nu crește.
0,75 — coeficient de fiabilitate pentru LED.

De asemenea, nu ar trebui să uităm de puterea rezistorului. Puterea poate fi calculată folosind formula:

P— puterea rezistenței în wați.
Upit— tensiunea efectivă (eficientă, pătrată medie) a sursei de alimentare în volți.
Cădere— căderea directă a tensiunii pe LED în volți (indicată în specificații și de obicei în jur de 2 volți). Când mai multe LED-uri sunt conectate în serie, căderile de tensiune se adună. .
R- rezistența rezistenței în ohmi.

Calculul rezistenței de limitare a curentului și al puterii sale pentru un LED

Caracteristici tipice LED

Parametri tipici ai unui LED indicator alb: curent 20 mA, tensiune 3,2 V. Astfel, puterea acestuia este de 0,06 W.

LED-urile sunt, de asemenea, considerate cu putere redusă montare la suprafață- SMD. Iluminează butoanele telefonului tău mobil, ecranul monitorului tău, dacă este iluminat cu LED, decorativ Benzi LED pe bază de autoadeziv și multe altele. Există două tipuri cele mai comune: SMD 3528 și SMD 5050. Primul conține același cristal ca și LED-urile indicatoare cu fire, adică puterea sa este de 0,06 W. Dar al doilea are trei astfel de cristale, așa că nu mai poate fi numit LED - este un ansamblu LED. Este obișnuit să apelați LED-uri SMD 5050, dar acest lucru nu este în întregime corect. Acestea sunt ansambluri. Puterea lor totală este, respectiv, de 0,2 W.
Tensiunea de funcționare a unui LED depinde de materialul semiconductor din care este realizat, în consecință, există o relație între culoarea LED-ului și tensiunea de funcționare a acestuia.

Tabelul căderii de tensiune a LED-urilor în funcție de culoare

După mărimea căderii de tensiune la testarea LED-urilor cu un multimetru, puteți determina culoarea aproximativă a strălucirii LED-ului conform tabelului.

Conexiune serială și paralelă a LED-urilor

Când conectați LED-uri în serie, rezistența rezistorului de limitare este calculată în același mod ca și în cazul unui LED, pur și simplu căderile de tensiune ale tuturor LED-urilor sunt adăugate împreună conform formulei:

Când conectați LED-urile în serie, este important să știți că toate LED-urile folosite în ghirlandă trebuie să fie de aceeași marcă. Această afirmație ar trebui luată nu ca o regulă, ci ca o lege.

Pentru a afla care este numărul maxim de LED-uri care pot fi folosite într-o ghirlandă, ar trebui să utilizați formula

* Nmax – numărul maxim admis de LED-uri într-o ghirlandă
* Upit – Tensiunea sursei de alimentare, cum ar fi o baterie sau un acumulator. În volți.
* Upr - Tensiunea directă a LED-ului luată din caracteristicile sale de pașaport (de obicei variază de la 2 la 4 volți). În volți.
* Odată cu schimbările de temperatură și îmbătrânirea LED-ului, Upr poate crește. Coeff. 1.5 oferă o marjă pentru un astfel de caz.

Cu acest calcul, „N” poate avea o formă fracțională, de exemplu 5.8. Desigur, nu puteți folosi 5,8 LED-uri, așa că ar trebui să renunțați la partea fracțională a numărului, lăsând doar numărul întreg, adică 5.

Rezistorul de limitare pentru comutarea secvențială a LED-urilor este calculat exact în același mod ca pentru comutarea unică. Dar în formule se adaugă încă o variabilă „N” - numărul de LED-uri din ghirlandă. Este foarte important ca numărul de LED-uri din ghirlandă să fie mai mic sau egal cu „Nmax” - numărul maxim permis de LED-uri. În general, trebuie îndeplinită următoarea condiție: N =

Acum prezentăm formulele de calcul modernizate pentru includerea secvențială.

Toate celelalte calcule sunt efectuate în același mod ca și calculul unui rezistor atunci când LED-ul este pornit individual.

Dacă tensiunea de alimentare nu este suficientă nici măcar pentru două LED-uri conectate în serie, atunci fiecare LED trebuie să aibă propriul rezistor de limitare.

Conectarea în paralel a LED-urilor cu un rezistor comun este o soluție proastă. De regulă, LED-urile au o gamă de parametri, fiecare necesitând tensiuni ușor diferite, ceea ce face ca o astfel de conexiune să fie practic nefuncțională. Una dintre diode va străluci mai strălucitoare și va prelua mai mult curent până când nu va eșua. Această conexiune accelerează foarte mult degradarea naturală a cristalului LED. Dacă LED-urile sunt conectate în paralel, fiecare LED trebuie să aibă propriul său rezistor de limitare.

O conectare în serie a LED-urilor este de preferat și din punct de vedere al consumului economic al sursei de alimentare: întregul lanț serial consumă exact la fel de mult curent ca un LED. Și când sunt conectate în paralel, curentul este de atâtea ori mai mare ca LED-uri paralele o avem.

Calcularea rezistenței de limitare pentru LED-urile conectate în serie este la fel de simplă ca și pentru unul singur. Pur și simplu însumăm tensiunea tuturor LED-urilor, scădem suma rezultată din tensiunea sursei de alimentare (aceasta va fi căderea de tensiune pe rezistor) și împărțim la curentul LED-urilor (de obicei 15 - 20 mA).

Dacă avem o mulțime de LED-uri, câteva zeci, iar sursa de alimentare nu permite conectarea lor pe toate în serie (nu este suficientă tensiune)? Apoi determinăm, pe baza tensiunii sursei de alimentare, câte maxime LED-uri putem conecta în serie. De exemplu, pentru 12 volți, acestea sunt 5 LED-uri de doi volți. De ce nu 6? Dar ceva trebuie să cadă și la rezistența de limitare. Aici luăm restul de 2 volți (12 - 5x2) pentru calcul. Pentru un curent de 15 mA, rezistența va fi 2/0,015 = 133 Ohmi. Cel mai apropiat standard este de 150 ohmi. Dar acum putem conecta câte dintre aceste lanțuri de cinci LED-uri și câte o rezistență ne place. Această metodă se numește conexiune în serie paralelă.

Daca sunt LED-uri diferite mărci apoi le combinăm în așa fel încât fiecare ramură să conțină LED-uri de UN singur tip (sau cu același curent de funcționare). În acest caz, nu este necesar să menținem aceleași tensiuni, deoarece ne calculăm propria rezistență pentru fiecare ramură.

În continuare, vom lua în considerare un circuit stabilizat pentru pornirea LED-urilor. Să atingem fabricarea unui stabilizator de curent. Există un cip KR142EN12 ( analog străin LM317), care vă permite să construiți un stabilizator de curent foarte simplu. Pentru a conecta un LED (vezi figura), se calculează valoarea rezistenței R = 1,2 / I (1,2 este căderea de tensiune în stabilizator) Adică la un curent de 20 mA, R = 1,2 / 0,02 = 60 Ohmi. Stabilizatorii sunt proiectati pentru tensiune maxima la 35 volți. Este mai bine să nu le extindeți excesiv și să furnizați maxim 20 de volți. Cu această pornire, de exemplu, a unui LED alb de 3,3 volți, este posibilă alimentarea stabilizatorului cu o tensiune de la 4,5 la 20 volți, în timp ce curentul de pe LED va corespunde unei valori constante de 20 mA. Cu o tensiune de 20V, constatăm că la un astfel de stabilizator pot fi conectate în serie 5 LED-uri albe, fără să ne îngrijorăm de tensiunea de pe fiecare dintre ele, curentul din circuit va curge 20mA (excesul de tensiune se va stinge la stabilizator). ).

Important! Într-un dispozitiv cu un număr mare LED-urile transportă mult curent. Este strict interzisă conectarea unui astfel de dispozitiv la o sursă de energie activă. În acest caz, la punctul de conectare apare o scânteie, ceea ce duce la apariția unui impuls de curent mare în circuit. Acest impuls dezactivează LED-urile (în special albastru și alb). Dacă LED-urile funcționează în modul dinamic (se pornesc, se sting și clipesc în mod constant) și acest mod se bazează pe utilizarea unui releu, atunci ar trebui împiedicată apariția unei scântei la contactele releului.

Fiecare lanț trebuie asamblat din LED-uri cu aceiași parametri și de la același producător.
De asemenea, important! Schimbarea temperaturii mediu afectează fluxul de curent prin cristal. Prin urmare, este recomandabil să fabricați dispozitivul astfel încât curentul care curge prin LED să nu fie de 20 mA, ci de 17-18 mA. Pierderea luminozității va fi nesemnificativă, dar se va asigura o durată lungă de viață.

Cum se alimentează un LED dintr-o rețea de 220 V.

S-ar părea că totul este simplu: punem un rezistor în serie și atât. Dar trebuie să vă amintiți o caracteristică importantă a LED-ului: tensiunea inversă maximă admisă. Pentru majoritatea LED-urilor este de aproximativ 20 de volți. Și când îl conectați la rețea cu polaritate inversă (curentul este alternativ, jumătate de ciclu merge într-o direcție, iar a doua jumătate în direcția opusă), i se va aplica tensiunea de amplitudine completă a rețelei - 315 volți ! De unde această cifră? 220 V este tensiunea efectivă, dar amplitudinea este (rădăcina lui 2) = de 1,41 ori mai mare.
Prin urmare, pentru a salva LED-ul, trebuie să plasați o diodă în serie cu acesta, care să nu permită trecerea tensiunii inverse către el.

O altă opțiune pentru conectarea unui LED la o sursă de alimentare de 220V:

Sau puneți două LED-uri spate în spate.

Opțiunea de alimentare de la rețea cu un rezistor de stingere nu este cea mai optimă: o putere semnificativă va fi eliberată prin rezistor. Într-adevăr, dacă folosim un rezistor de 24 kOhm ( curent maxim 13 mA), atunci puterea disipată pe acesta va fi de aproximativ 3 W. Puteți să o reduceți la jumătate conectând o diodă în serie (atunci căldura va fi eliberată doar în timpul unui semiciclu). Dioda trebuie să aibă o tensiune inversă de minim 400 V. La conectarea a două LED-uri de contor (există chiar și cele cu două cristale într-o carcasă, de obicei de culori diferite, un cristal este roșu, celălalt este verde), puteți pune două rezistențe de doi wați, fiecare cu rezistență de două ori mai mică.
Voi face o rezervare că, folosind un rezistor de înaltă rezistență (de exemplu, 200 kOhm), puteți porni LED-ul fără o diodă de protecție. Curentul de defalcare inversă va fi prea scăzut pentru a provoca distrugerea cristalului. Desigur, luminozitatea este foarte scăzută, dar, de exemplu, pentru a ilumina un comutator în dormitor în întuneric, va fi destul de suficient.
Datorită faptului că curentul din rețea este alternativ, puteți evita risipa inutilă de energie electrică la încălzirea aerului cu un rezistor limitator. Rolul său poate fi jucat de un condensator care trece curent alternativ fără încălzire. De ce este așa este o întrebare separată, o vom analiza mai târziu. Acum trebuie să știm că, pentru ca un condensator să treacă curent alternativ, ambele semicicluri ale rețelei trebuie să treacă prin el. Dar LED-ul conduce curentul doar într-o singură direcție. Aceasta înseamnă că plasăm o diodă obișnuită (sau un al doilea LED) contra-paralel cu LED-ul și va sări peste a doua jumătate de ciclu.

Dar acum ne-am deconectat circuitul de la rețea. Pe condensator a mai rămas o tensiune (până la amplitudinea maximă, dacă ne amintim, egală cu 315 V). Pentru a evita șocurile electrice accidentale, vom furniza o rezistență de descărcare de mare valoare paralelă cu condensatorul (astfel încât în timpul funcționării normale, un curent mic să circule prin el fără a provoca încălzirea acestuia), care, atunci când este deconectat de la rețea, va descărca condensator într-o fracțiune de secundă. Și pentru protecție împotriva impulsurilor curent de încărcare De asemenea, vom instala un rezistor cu rezistență scăzută. De asemenea, va juca rolul unei siguranțe, arzând instantaneu în cazul unei defecțiuni accidentale a condensatorului (nimic nu durează pentru totdeauna, și se întâmplă și acest lucru).

Condensatorul trebuie să fie pentru o tensiune de cel puțin 400 volți, sau special pentru circuite AC tensiune de cel puțin 250 volți.
Și dacă vrem să facem Bec LED de la mai multe LED-uri? Le pornim pe toate în serie o singură diodă de contor este suficientă pentru toate.

Dioda trebuie să fie proiectată pentru un curent nu mai mic decât curentul prin LED-uri, iar tensiunea inversă nu trebuie să fie mai mică decât suma tensiunii pe LED-uri. Mai bine, luați un număr par de LED-uri și porniți-le spate în spate.

În figură, există trei LED-uri în fiecare lanț, de fapt, pot fi mai mult de o duzină;
Cum se calculează un condensator? Din tensiunea de amplitudine a rețelei de 315 V, scădem suma căderilor de tensiune pe LED-uri (de exemplu, pentru trei albe, aceasta este de aproximativ 12 volți). Obținem căderea de tensiune pe condensator Up=303 V. Capacitatea în microfarad va fi egală cu (4,45*I)/Up, unde I este curentul necesar prin LED-uri în miliamperi. În cazul nostru, pentru 20 mA capacitatea va fi (4,45*20)/303 = 89/303 ~= 0,3 µF. Puteți plasa doi condensatori de 0,15 µF (150 nF) în paralel.

Cele mai frecvente greșeli la conectarea LED-urilor

1. Conectați LED-ul direct la sursa de alimentare fără un limitator de curent (rezistor sau cip de driver special). Discutat mai sus. LED-ul se defectează rapid din cauza curentului prost controlat.

2. Conectarea LED-urilor conectate în paralel la un rezistor comun. În primul rând, datorită posibilei împrăștieri a parametrilor, LED-urile se vor aprinde cu luminozitate diferită. În al doilea rând, și mai important, dacă unul dintre LED-uri se defectează, curentul celui de-al doilea se va dubla și, de asemenea, se poate arde. Dacă utilizați un rezistor, este mai indicat să conectați LED-urile în serie. Apoi, atunci când calculăm rezistorul, lăsăm curentul același (de exemplu, 10 mA) și adunăm căderea de tensiune directă a LED-urilor (de exemplu, 1,8 V + 2,1 V = 3,9 V).

3. Pornirea LED-urilor în serie, proiectate pentru curenți diferiți. În acest caz, unul dintre LED-uri fie se va uza, fie va lumina slab, în funcție de setarea curentă a rezistenței de limitare.

4. Instalarea unei rezistențe insuficiente. Ca urmare, curentul care trece prin LED este prea mare. Deoarece o parte din energie este convertită în căldură din cauza defectelor rețelei cristaline, aceasta devine prea mare la curenți mari. Cristalul se supraîncălzește, drept urmare durata de viață a acestuia este redusă semnificativ. Cu o creștere și mai mare a curentului datorită încălzirii regiunii joncțiunii pn, eficiența cuantică internă scade, luminozitatea LED-ului scade (acest lucru este vizibil în special pentru LED-urile roșii) și cristalul începe să se prăbușească catastrofal.

5. Conectarea LED-ului la o rețea de curent alternativ (ex. 220 V) fără a lua măsuri pentru limitarea tensiunii inverse. Pentru majoritatea LED-urilor, tensiunea inversă maximă admisă este de aproximativ 2 volți, în timp ce tensiunea inversă a semiciclului atunci când LED-ul este blocat creează o cădere de tensiune pe el egală cu tensiunea de alimentare. Există multe diverse scheme, excluzând efectele distructive ale tensiunii inverse. Cel mai simplu este discutat mai sus.

6. Instalarea unei rezistențe de putere insuficientă. Ca urmare, rezistorul devine foarte fierbinte și începe să topească izolația firelor care îl ating. Apoi vopseaua arde pe ea și, în cele din urmă, se prăbușește sub influență temperatură ridicată. Un rezistor poate disipa în siguranță nu mai mult decât puterea pentru care este proiectat.

LED-uri intermitente

Un LED intermitent (MSD) este un LED cu un generator de impulsuri integrat încorporat cu o frecvență de clipire de 1,5 -3 Hz.
În ciuda dimensiunilor sale compacte, LED-ul intermitent include un cip generator de semiconductor și câteva elemente suplimentare. De asemenea, merită remarcat faptul că LED-ul intermitent este destul de universal - tensiunea de alimentare a unui astfel de LED poate varia de la 3 la 14 volți pentru cele de înaltă tensiune și de la 1,8 la 5 volți pentru unitățile de joasă tensiune.

Calități distinctive ale LED-urilor intermitente:

Unele versiuni de LED-uri intermitente pot avea mai multe (de obicei 3) LED-uri multicolore încorporate cu frecvențe diferite de clipire.
Utilizarea LED-urilor intermitente este justificată în dispozitivele compacte în care se solicită mari dimensiuni ale elementelor radio și sursei de alimentare - LED-urile intermitente sunt foarte economice, deoarece circuit electronic MSD-ul este realizat pe structuri MOS. Un LED intermitent poate înlocui cu ușurință o întreagă unitate funcțională.

Condiţional denumire grafică LED intermitent aprins scheme de circuite nu diferă de desemnarea unui LED obișnuit, cu excepția faptului că liniile săgeților sunt punctate și simbolizează proprietățile intermitente ale LED-ului.

Dacă te uiți prin corpul transparent al LED-ului intermitent, vei observa că acesta este format din două părți. Un cristal de diodă emițătoare de lumină este plasat pe baza catodului (terminal negativ).
Cipul generatorului este situat pe baza terminalului anodului.
Trei jumperi de sârmă aurie conectează toate părțile acestui dispozitiv combinat.

Este ușor să distingeți un MSD de un LED obișnuit prin aspect, privind corpul său în lumină. În interiorul MSD există două substraturi de aproximativ aceeași dimensiune. Pe primul dintre ele se află un cub cristalin al unui emițător de lumină realizat dintr-un aliaj de pământuri rare.
Pentru a mări flux luminos, focalizarea și formarea fasciculului, se folosește un reflector parabolic din aluminiu (2). Într-un MSD, este puțin mai mic în diametru decât într-un LED convențional, deoarece a doua parte a carcasei este ocupată de un substrat cu un circuit integrat (3).
Din punct de vedere electric, ambele substraturi sunt conectate între ele prin doi jumperi de sârmă de aur (4). Carcasa MSD (5) este realizată din plastic mat care difuzează lumina sau din plastic transparent.
Emițătorul din MSD nu este situat pe axa de simetrie a carcasei, așa că pentru a asigura o iluminare uniformă, se folosește cel mai des un ghidaj de lumină difuză color monolit. Un corp transparent se găsește numai în MSD-urile cu diametru mare cu un model de radiație îngust.

Cipul generator este alcătuit dintr-un oscilator principal de înaltă frecvență - funcționează în mod constant frecvența sa, conform diverselor estimări, fluctuează în jurul valorii de 100 kHz; Un divizor de poartă logică funcționează împreună cu generatorul RF, care împarte frecvența înaltă la o valoare de 1,5-3 Hz. Utilizarea unui generator de înaltă frecvență împreună cu un divizor de frecvență se datorează faptului că implementarea unui generator de joasă frecvență necesită utilizarea unui condensator cu capacitate mare pentru circuitul de sincronizare.

Pentru a aduce frecvența înaltă la o valoare de 1-3 Hz, divizoarele sunt utilizate pe elemente logice, care sunt ușor de plasat pe o zonă mică a cipul semiconductor.
Pe lângă oscilatorul RF principal și divizorul, substratul semiconductor este echipat cu cheie electronică si o dioda de protectie. LED-urile intermitente, proiectate pentru o tensiune de alimentare de 3-12 volți, au și o rezistență de limitare încorporată. MSD-urile de joasă tensiune nu au o rezistență de limitare Este necesară o diodă de protecție pentru a preveni defecțiunea microcircuitului atunci când sursa de alimentare este inversată.

Pentru funcționarea fiabilă și pe termen lung a MSD-urilor de înaltă tensiune, este recomandabil să limitați tensiunea de alimentare la 9 volți. Pe măsură ce tensiunea crește, puterea de disipare a MSD crește și, în consecință, crește încălzirea cristalului semiconductor. În timp, căldura excesivă poate determina degradarea rapidă a LED-ului intermitent.

Puteți verifica în siguranță funcționalitatea unui LED intermitent folosind o baterie de 4,5 volți și un rezistor de 51 ohmi conectat în serie cu LED-ul, cu o putere de cel puțin 0,25 W.

Funcția de funcționare a diodei IR poate fi verificată utilizând o cameră a telefonului mobil.
Pornim camera în modul de fotografiere, prindem dioda de pe dispozitiv (de exemplu, o telecomandă) în cadru, apăsăm butoanele de pe telecomandă, dioda IR de lucru ar trebui să clipească în acest caz.

În concluzie, ar trebui să acordați atenție unor probleme precum lipirea și montarea LED-urilor. Acest lucru este, de asemenea, foarte probleme importante, care le afectează viabilitatea.
LED-urile și microcircuitele se tem de conexiunea statică, incorectă și supraîncălzirea acestor părți ar trebui să fie cât mai rapidă posibil. Ar trebui să utilizați un fier de lipit cu putere redusă, cu o temperatură la vârf de cel mult 260 de grade, iar lipirea nu trebuie să dureze mai mult de 3-5 secunde (recomandările producătorului). Ar fi o idee bună să folosiți pensete medicale atunci când lipiți. LED-ul este luat cu o pensetă mai sus de corp, ceea ce asigură o îndepărtare suplimentară a căldurii din cristal în timpul lipirii.
Picioarele LED-urilor trebuie să fie îndoite cu o rază mică (pentru a nu se rupe). Ca urmare a îndoirilor complicate, picioarele de la baza carcasei trebuie să rămână în poziția din fabrică și trebuie să fie paralele și nu tensionate (altfel cristalul va obosi și va cădea de pe picioare).

› LED-uri și Informații generale

Terminologie în limba rusă

Conectarea secvenţială a componentelor radio- aceasta este atunci când piesele sunt conectate între ele doar printr-o singură parte, adică secvenţial:

Conectarea în paralel a componentelor radio este atunci când piesele sunt conectate între ele în două puncte - la început și la sfârșit:

Voltaj - forța cu care electricitatea este „presată” într-un fir pentru a-și crea curentul.
Este similară cu diferența de presiune la începutul și la sfârșitul conductei, în funcție de forța pompei care antrenează apa în conductă.
Măsurat în volți (V).

Actual- „cantitatea de electricitate” care trece printr-un fir pe unitatea de timp.
Similar cu cantitatea de apă care trece printr-o țeavă.
Măsurată în Amperi (A).

Rezistenţă- o forță care împiedică trecerea energiei electrice.
Similar cu o îngustare a unei conducte care împiedică curgerea liberă a apei.
Măsurat în ohmi (ohmi).

Putere- o caracteristică care reflectă capacitatea, de exemplu, a unui rezistor de a trece curentul electric fără a se deteriora (supraîncălzire sau distrugere).
Similar cu grosimea pereților zonei de îngustare a țevii.

D.C- acesta este momentul în care electricitatea curge constant într-o direcție, de la plus la minus.
Acestea sunt bateriile, acumulatorii, curentul după redresoare.
Este similar cu fluxul de apă condus de o pompă printr-o țeavă în buclă într-o direcție.

Căderea de tensiune- diferenta de potential inainte si dupa piesa care ofera rezistenta curent electric, adică tensiunea măsurată la contactele acestei piese.
Similar cu diferența de presiune a apei condusă de o pompă într-un cerc, înainte și după una dintre îngustările țevii.

AC- acesta este momentul în care electricitatea curge mai întâi și apoi înapoi, schimbând direcția de mișcare în sens opus cu o anumită frecvență, de exemplu de 50 de ori pe secundă.
Acest reteaua electrica iluminat, prize. În ele, un fir (zero) este comun, în raport cu care tensiunea în celălalt fir (fază) este fie pozitivă, fie negativă. Drept urmare, atunci când conectați, de exemplu, un fierbător electric, curentul curge într-o direcție sau în alta.
Este asemănătoare mișcării apei, pe care pompa, printr-o țeavă (fază) coborâtă de sus, fie o stoarce în rezervor (zero), fie o aspiră din el.

Frecvența AC- numărul de cicluri (perioade) complete de schimbare a direcției curentului (înainte și înapoi) pe secundă.
Măsurată în Herți (Hz). O perioadă pe secundă este egală cu o frecvență de 1 hertz.
Curentul alternativ are semicicluri înainte și invers (adică pozitiv și negativ).
În rețelele electrice de uz casnic rusești (în prize și becuri) frecvența este de 50 herți.

Cele mai importante caracteristici ale LED-urilor:

1. Polaritatea.

LED-ul este un semiconductor. Acesta trece curentul prin sine într-o singură direcție (la fel ca o diodă obișnuită). În acest moment se aprinde. Prin urmare, atunci când conectați un LED, polaritatea conexiunii acestuia este importantă. Dacă LED-ul este conectat la curent alternativ (a cărui polaritate se schimbă, de exemplu, de 50 de ori pe secundă, ca într-o priză), atunci LED-ul va trece curentul într-o jumătate de ciclu și nu în celălalt, adică va clipi rapid, ceea ce este însă aproape insesizabil pentru ochi.

Remarc că atunci când conectați un LED la curent alternativ, este necesar să îl protejați de acțiunea tensiunii inverse a semiciclului, deoarece tensiunea inversă maximă admisă a majorității LED-urilor indicatoare este de câțiva volți. Pentru a face acest lucru, paralel cu LED-ul, dar cu polaritate inversă trebuie să porniți orice diodă de siliciu care va permite curentului să curgă în direcția opusă și să organizați o cădere de tensiune pe sine care nu depășește tensiunea inversă maximă admisă a LED-ului.

Negativul (catodul) LED-ului este de obicei marcat cu o mică tăietură în corp sau un cablu mai scurt. În absența acestor semne, polaritatea poate fi determinată experimental prin conectarea scurtă a LED-ului la tensiunea de alimentare prin rezistorul corespunzător. Cu toate acestea, aceasta nu este cea mai bună modalitate de a determina polaritatea. În plus, pentru a evita defectarea termică a LED-ului sau o reducere bruscă a duratei de viață a acestuia, nu puteți determina polaritatea „la întâmplare” fără un rezistor adecvat!

Tensiune de alimentare - acest parametru nu este aplicabil pentru LED. LED-urile nu au această caracteristică, deoarece LED-urile nu pot fi conectate direct la o sursă de alimentare. Principalul lucru este că tensiunea de la care este alimentat LED-ul (printr-un rezistor) este mai mare decât căderea de tensiune directă a LED-ului (căderea de tensiune directă este indicată în caracteristici în locul tensiunii de alimentare, iar pentru LED-urile indicatoare convenționale variază). în medie de la 1,8 la 3,6 volți).

Tensiunea de alimentare nu poate fi o caracteristică a unui LED, deoarece pentru fiecare instanță a unui LED de aceeași valoare, tensiunea potrivită pentru acesta poate fi diferită. Aprinzând în paralel mai multe LED-uri de aceeași putere și conectându-le la o tensiune de, de exemplu, 2 volți, riscăm, din cauza variației caracteristicilor, să ardem rapid unele copii și să le subiluminăm pe altele. Prin urmare, atunci când conectați un LED, este necesar să monitorizați nu tensiunea, ci curentul.

Curentul nominal al majorității LED-urilor indicatoare corespunde fie la 10, fie la 20 de miliamperi (LED-urile străine indică adesea 20 mA) și este reglat individual pentru fiecare LED de rezistența unui rezistor conectat în serie. În plus, puterea rezistorului nu trebuie să fie mai mică decât nivelul calculat, altfel se poate supraîncălzi. Locația rezistenței (pe partea pozitivă a LED-ului sau pe partea negativă) nu contează.

Deoarece este important pentru LED ca curentul său să corespundă curentului nominal, devine clar de ce nu ar trebui conectat direct la tensiunea de alimentare. Dacă, de exemplu, la o tensiune de 1,9 volți curentul este de 20 miliamperi, atunci la o tensiune de 2 volți curentul va fi deja de 30 miliamperi. Tensiunea s-a schimbat cu doar o zecime de volt, iar curentul a sărit cu 50% și a scurtat semnificativ durata de viață a LED-ului. Și dacă conectați chiar și un rezistor aproximativ calculat în serie cu LED-ul, acesta va face o reglare mult mai fină a curentului.

Calculul rezistorului limitator de curent
Valoarea rezistenței:

R = (Sus. - Sus.) / (I * 0,75)

- Upit. - tensiunea de alimentare în volți.
- Toamna. -căderea directă a tensiunii pe LED în volți (indicată în specificații și este de obicei în jur de 2 volți). Când mai multe LED-uri sunt conectate în serie, căderile de tensiune se adună.
- I este curentul maxim direct al LED-ului în amperi (indicat în specificații și este de obicei fie 10, fie 20 miliamperi, adică 0,01 sau 0,02 amperi). Când mai multe LED-uri sunt conectate în serie, curentul direct nu crește.
- 0,75 - coeficient de fiabilitate pentru LED.

Putere minimă a rezistenței:

P = (Upit. - Upd.) ^ 2 / R

P este puterea rezistorului în wați.
- Upit. - tensiunea efectivă (eficientă, pătrată medie) a sursei de alimentare în volți.
- Toamna. - căderea directă a tensiunii pe LED în volți (indicată în specificații și este de obicei în jur de 2 volți). Când mai multe LED-uri sunt conectate în serie, căderile de tensiune se adună. .
- R - rezistența rezistenței în ohmi.

Limitarea inversă a tensiunii atunci când conectați LED-ul la curent alternativ

Când conectați un LED la curent alternativ, este necesar să limitați influența tensiunii inverse a semiciclului, ceea ce este periculos pentru acesta. Pentru majoritatea LED-urilor, tensiunea inversă maximă admisă este de numai aproximativ 2 volți și, deoarece LED-ul este blocat în sens invers și practic nu trece curent prin el, căderea de tensiune pe el devine plină, adică egală cu tensiunea de alimentare. Ca rezultat, la bornele diodei apare tensiunea de alimentare cu jumătate de ciclu inversă.

Pentru a crea o cădere de tensiune acceptabilă pe LED pentru semiciclul invers, trebuie să treceți „prin el” curent invers. Pentru a face acest lucru, paralel cu LED-ul, dar cu polaritate inversă, trebuie să porniți orice diodă de siliciu (marcarea începe cu 2D... sau CD...), care este proiectată pentru un curent continuu nu mai mic decât cel care curge în interior. circuitul (de exemplu, 10 mA).

Dioda va sări peste jumătatea de ciclu problematică și va crea o cădere de tensiune pe ea însăși, care este inversul pentru LED. Acest lucru va face ca tensiunea inversă LED să fie egală cu căderea de tensiune directă a diodei (pentru diodele cu siliciu aceasta este de aproximativ 0,5-0,7 V), care este sub limita de 2 volți a majorității LED-urilor. Opusul este maxim tensiune admisibilă pentru o diodă este semnificativ mai mare de 2 volți și, la rândul său, este redusă cu succes de căderea de tensiune continuă a LED-ului. Drept urmare, toată lumea este fericită.

Pe baza considerațiilor de economisire a spațiului, ar trebui să se acorde preferință diodelor de dimensiuni mici (de exemplu, dioda KD522B, care este folosită, apropo, în filtre de rețea„Pilot” este în acest scop). În loc de o diodă de siliciu, puteți instala și un al doilea LED cu un curent direct maxim similar sau mai mare, dar cu condiția ca pentru ambele LED-uri, căderea de tensiune a unui LED să nu depășească tensiunea inversă maximă admisă a celuilalt.

Notă: Unii radioamatori nu protejează LED-ul de tensiune inversă, argumentând că LED-ul nu se stinge oricum. Cu toate acestea, un astfel de regim este periculos. Când o tensiune inversă o depășește pe cea specificată în caracteristicile LED-ului (de obicei 2 V), la fiecare semiciclu invers, ca urmare a expunerii la un câmp electric puternic în joncțiunea p-n, are loc o defecțiune electrică a LED-ului și curge curent. prin el în sens invers.

Defectarea electrică în sine este reversibilă, adică nu deteriorează dioda, iar când tensiunea inversă scade, proprietățile diodei sunt restaurate. Pentru diodele zener, de exemplu, acesta este în general modul de funcționare. Cu toate acestea, acest curent suplimentar, deși limitat de rezistor, poate provoca supraîncălzirea joncțiunii p-n a LED-ului, rezultând o fugă termică ireversibilă și distrugerea în continuare a cristalului. Prin urmare, nu ar trebui să fiți leneș să instalați o diodă shunt. Mai mult, aproape orice diodă de siliciu este potrivită pentru aceasta, deoarece acestea (spre deosebire de diodele cu germaniu) au un curent invers mic și, prin urmare, nu îl vor prelua, reducând luminozitatea LED-ului șuntat.

Cele mai frecvente greșeli la conectarea LED-urilor

5. Conectarea LED-ului la o rețea de curent alternativ (ex. 220 V) fără a lua măsuri pentru limitarea tensiunii inverse. Pentru majoritatea LED-urilor, tensiunea inversă maximă admisă este de aproximativ 2 volți, în timp ce tensiunea inversă a semiciclului atunci când LED-ul este blocat creează o cădere de tensiune pe el egală cu tensiunea de alimentare. Există multe scheme diferite care elimină efectele distructive ale tensiunii inverse. Cel mai simplu este discutat mai sus.

6. Instalarea unei rezistențe de putere insuficientă. Ca urmare, rezistorul devine foarte fierbinte și începe să topească izolația firelor care îl ating. Apoi vopseaua arde pe ea și, în cele din urmă, se prăbușește sub influența temperaturii ridicate. Un rezistor poate disipa în siguranță nu mai mult decât puterea pentru care este proiectat.

Dacă nu aveți rezistența necesară

Rezistența necesară ® și puterea (P) a rezistorului pot fi obținute prin combinarea rezistențelor cu alte valori nominale și puteri în ordine serie-paralelă.
Formula de rezistenta pentru conexiune serială rezistențe

Formula de rezistenta pentru conexiune paralelă rezistențe

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

Cantitate nelimitata:

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

Puterea rezistoarelor

Puterile rezistențelor din ansamblu sunt calculate pe baza acelorași formule ca și rezistențele individuale. Când este conectat în serie, tensiunea de alimentare este înlocuită în formula de calcul al puterii minus căderea de tensiune la celelalte rezistențe în serie și la LED.

4 ani

Pagina 1

Rezistența de limitare este selectată de 10 - 100 de ori mai multa rezistenta senzor pentru a menține un curent aproape constant prin electrozii de curent. În consecință, tensiunea la electrozii de măsurare este proporțională doar cu rezistența soluției.

Căpcăunul de rezistență de limitare, care asigură o reducere a tensiunii de ieșire la valoarea nominală și care a fost pornit anterior, este scurtcircuitat folosind contactele b, c.

Dacă rezistența de limitare este redusă sau tensiunea sursei este crescută, bombardarea ionică a catodului determină încălzirea puternică a catodului și are loc fenomenul de emisie termoionică, densitățile de curent cresc semnificativ, iar tensiunea dintre electrozii dispozitivului de descărcare scade. Acest tip de descărcare se numește arc termoionic.

Dacă rezistența de limitare este prea mare, descărcarea are un caracter mocnit. În acest caz, ionii de gaz, sub influența forțelor câmpului, bombardează catodul dispozitivului și scot noi electroni liberi din acesta, similar procesului de emisie secundară. Numărul de ciocniri cu moleculele de gaz crește, ceea ce crește numărul de ioni și, la rândul său, crește numărul de noi electroni liberi scoși din catod. Curentul tinde să crească ca o avalanșă, dar căderea crescândă a tensiunii pe rezistența de limitare limitează tensiunea pe dispozitivul cu gaz, viteza ionilor de bombardare și numărul de noi electroni liberi. Prin urmare, o descărcare strălucitoare este caracterizată de o densitate scăzută de curent.

Încărcătorul UZ-400 și circuitul său de funcționare.

CU este echipat cu o rezistență de limitare de 1R (400 ohmi), astfel încât redresoarele să nu se ardă atunci când unul dintre condensatorii de lucru se defectează și ca urmare curentul de deteriorare crește. Rezistența 2R (240 kohmi) este suplimentară, deoarece un releu polarizat de 400 V nu este disponibil.

Acest circuit este conectat printr-o rezistență de limitare RK la o sursă de alimentare - Ek. Rezistența RK limitează creșterea excesivă a curentului de colector în momentul în care se încheie inversarea magnetizării miezuri de ferită iar reactanța inductivă a sarcinii devine foarte mică. Numărul de celule conectate la ieșirea circuitului este limitat de valoarea curentului, care scade odată cu creșterea numărului de înfășurări (reacția inductivă a sarcinii crește) și poate deveni insuficientă pentru inversarea magnetizării. Diagramele tensiunilor și curenților unei celule de ferită-tranzistor sunt prezentate în Fig. 14.10. Picătură curent de colector A/C conditionat reactanța inductivăîn circuitul colectorului. Cu atât mai mult sarcină inductivă, cu atât pulsul din colector este mai distorsionat. Această împrejurare impune o limitare a alegerii numărului de ture bobinaj colectorși numărul de celule de sarcină.

Dacă se reduce valoarea rezistenței de limitare sau se crește tensiunea sursei, bombardarea ionică a catodului determină încălzirea puternică a catodului și apare fenomenul de emisie termoionică, densitățile de curent cresc semnificativ, iar tensiunea dintre electrozii dispozitivului de descărcare. scade. Acest tip de descărcare se numește arc termoionic.

Componentă cu doi pini care vă permite să limitați D.C. la niveluri de la zecimi de miliamperi la zeci de miliamperi este o soluție simplă pentru multe circuite scheme electrice. Componenta discutată în acest articol mărește stabilitatea dispozitivelor, are un preț scăzut și face posibilă simplificarea dezvoltării circuitelor electrice și producerea multor dispozitive. Dispozitivul semiconductor are în cele mai multe cazuri un design de pachet care seamănă cu o diodă de putere redusă. Datorită prezenței a doar două terminale, semiconductorii din această clasă sunt denumiți în documentația producătorului ca diode limitatoare de curent, CLD și, de asemenea, numite diode de reglare a curentului, CRD. Circuitul intern al limitatorului de curent nu conține diode, acest nume a fost blocat doar datorită asemănării externe a corpului dispozitivului cu o diodă. Voi încerca să completez puțin lipsa de informații despre proprietățile și aplicarea limitatorului de curent al diodei. Să ne amintim câteva informații teoretice pentru utilizarea corectă a dispozitivului.

SA NE AIMININT DE ELECTRICA

Sursele de energie sunt împărțite în surse EMF și surse de curent. O sursă EMF idealizată are o rezistență internă egală cu zero, tensiunea la ieșire este egală cu EMF și nu depinde de curentul de ieșire cauzat de sarcină. O sursă de curent idealizată are doi parametri infinit de mari: rezistența internă și fem, care sunt legați printr-un raport constant - curent. Pe măsură ce rezistența de sarcină crește, EMF crește, ceea ce face posibilă obținerea curentului necesar în circuit, independent de rezistența de sarcină. O proprietate a unei surse de curent care vă permite să obțineți o valoare stabilă a curentului: atunci când rezistența de sarcină se modifică, EMF-ul sursei de curent se modifică în așa fel încât valoarea curentului să rămână constantă.

Sursele de curent existente mențin curentul la nivelul necesar într-un interval limitat de tensiune generată pe sarcină și într-un interval mic de rezistență la sarcină. Se consideră o sursă de curent idealizată, iar o sursă de curent reală poate funcționa la rezistență de sarcină zero. Unul dintre parametri importanti a oricărei surse de curent este domeniul de rezistență la sarcină. În realitate, furnizarea de curent în domeniul de rezistență la sarcină de la zero la infinit este imposibilă și inutilă. Rezistența contactelor conectorilor, firelor și rezistența altor elemente se adaugă rezistenței de sarcină, prin urmare, o sarcină cu rezistență zero nu există. La nesfârșit rezistență ridicatăînseamnă că nu există sarcină și nu curge curent, tensiunea la bornele de ieșire ale sursei de curent este egală cu valoarea maximă. Modul de închidere a ieșirii sursei de curent nu este o excepție sau o funcție dificil de implementat a sursei de curent, este unul dintre modurile de funcționare în care dispozitivul poate comuta fără durere dacă ieșirea este scurtcircuitată accidental și intră în modul de funcționare cu rezistența nominală de sarcină. Proprietatea unei surse de curent de a furniza curent constant indiferent de rezistența de sarcină este foarte valoroasă datorită acestei proprietăți, fiabilitatea sistemului în care este utilizată crește semnificativ. În practică, o sursă de curent este un dispozitiv care conține o sursă EMF. Sursa de alimentare pentru laborator, baterie, baterie solară toate acestea sunt surse de CEM care furnizează energie electrică consumatorului. Un stabilizator sau un limitator de curent este comutat în serie cu sursa EMF. Ieșirea acestui grup de dispozitive conectate în serie este considerată ca o sursă de curent utilizată pentru alimentarea motoarelor electrice, în sistemele de acoperire galvanică a metalelor, creând câmpuri magnetice constante, alimentare cu LED-uri laser convenționale, ultraluminoase și multe alte scopuri.

Cea mai simplă sursă de curent poate fi creată folosind un limitator de curent cu diodă. Mărimea limitării curentului și acuratețea limitării corespund documentației publicate de producător.

EXEMPLE ȘI CÂȚI PARAMETRI

Curentul constant pe măsură ce tensiunea aplicată se modifică reflectă rezistența dinamică. Porțiunea orizontală a caracteristicii are o pantă ușoară, ceea ce arată raportul dintre o mică modificare a tensiunii și mica modificare a curentului pe care o provoacă. Acest parametru se numește rezistență dinamică sau rezistență diferențială prin analogie cu legea lui Ohm. Cu schimbări mari de tensiune, curentul se modifică doar ușor, astfel încât rezistența dinamică a unui limitator de curent cu diodă este măsurată în megaohmi. Cu cât valoarea acestui parametru este mai mare, cu atât limitatorul de curent al diodei este mai bun.

Limitatoarele de curent cu diode sunt disponibile de la mulți producători de semiconductori.

APLICARE

Nu a fost posibil să găsiți denumirea circuitului și denumirea limitatoarelor de curent cu diode în conformitate cu GOST. În diagramele articolului, este utilizată denumirea unei diode convenționale. Curentul de limitare poate devia de la curentul nominal cu până la douăzeci la sută. Când tensiunea se schimbă de la doi volți la tensiunea de avarie, curentul de limitare se modifică și el cu cinci procente. Cu cât curentul de limitare este mai mare, cu atât abaterea este mai mare pe măsură ce tensiunea crește. La conexiune paralelă Mai multe limitatoare de diode pot atinge același curent de limitare ca atunci când se utilizează unul, dar în același timp reduc minimul posibil tensiune de operare concomitent creste domeniul de tensiune in care functioneaza limitatorul.

Comparând graficele caracteristicilor curent-tensiune ale unei surse de curent ideale și ale unui limitator de curent cu diodă, există o diferență vizibilă la tensiune joasă la bornele. Pentru funcționarea normală a unui limitator de curent cu diodă, este necesară o tensiune mai mare decât o anumită valoare, de obicei mai mult de doi volți. Pe măsură ce tensiunea crește de la zero la aproximativ doi volți, curentul crește de la zero la valoarea limită a curentului corespunzătoare tipului de limitator. Această parte a caracteristicii curent-tensiune seamănă cu cea a unui rezistor. Cu o creștere suplimentară a tensiunii, curentul nu crește - are loc limitarea curentului. Cu alte cuvinte, curentul poate lua valori de la zero crescând treptat până la valoarea limită. Cu cât este mai mică tensiunea la care dispozitivul trece în modul de limitare a curentului, cu atât este mai convenabil să îl utilizați în circuitele în curs de dezvoltare. Odată cu o creștere suplimentară a tensiunii, defectarea va avea loc aproximativ în intervalul de tensiune de la cincizeci la o sută de volți, în funcție de tipul de limitator. Partea orizontală a caracteristicii are o pantă, reflectând o anumită modificare a valorii limită a curentului în funcție de tensiune. Cu cât tensiunea la terminale este mai mare, cu atât valoarea limită a curentului diferă de datele nominale ale curentului. Tensiunea la polii circuitului format din sarcină și limitatorul de curent al diodei trebuie să fie astfel încât să asigure o tensiune la bornele limitatorului diodei mai mare de unu și jumătate până la doi volți. Luați în considerare un circuit format dintr-un limitator de curent cu diodă și LED-uri. Cu o tensiune de alimentare de 24 de volți, LED-urile nu ar trebui să aibă mai mult de douăzeci și doi de volți, altfel luminozitatea va scădea. Dacă circuitul necesită reducerea tensiunii de pe LED-uri la un volt și jumătate (să presupunem că sarcina este un LED), atunci tensiunea limitatorului de diodă va fi de 22,5 volți, ceea ce îi va permite să fie în funcționare normală și mai jos. tensiunea critică de avarie cu o rezervă de tensiune pentru supratensiuni . Deoarece luminozitatea și umbra LED-ului strălucitor depind de curentul care curge, atunci când un limitator de curent cu diodă este conectat la circuitul de alimentare LED, modul corect și fiabilitatea sunt asigurate prin fixarea curentului la nivelul necesar și funcționarea într-un interval de tensiune de la două până la o sută de volți.

Acest circuit este ușor de convertit în funcție de LED-uri și tensiunea de alimentare. Unul sau mai multe limitatoare de curent cu diode conectate în paralel în circuitul LED vor seta curentul LED-urilor, iar numărul de LED-uri depinde de domeniul de tensiune de alimentare. Folosind surse de curent cu diode, puteți construi un indicator sau corp de iluminat, conceput pentru a fi alimentat de la tensiune DC, printr-un redresor și filtru lampă cu led conectat la o rețea de tensiune alternativă.
Utilizarea unui rezistor în circuitul de alimentare al LED-ului indicator de putere unitate de sistem conectarea unui computer personal la rețea a dus la defectarea LED-ului. Utilizarea unui limitator de curent cu diodă a făcut posibilă obținerea unei funcționări fiabile a indicatorului. În acest caz, indicatorul este conectat la conectorul de alimentare, ceea ce simplifică înlocuirea plăcii de bază

Limitatoarele de curent cu diode pot fi conectate în paralel. Modul de putere de sarcină necesar poate fi obținut prin schimbarea tipului sau pornirea în paralel a numărului necesar de aceste dispozitive. La alimentarea unui LED, optocuptoarele printr-o ondulare a tensiunii de alimentare a rezistenței a circuitului duc la fluctuații de luminozitate suprapuse pe față puls dreptunghiular. Utilizarea unui limitator de curent cu diodă în circuitul de alimentare al LED-ului, care face parte din optocupler, reduce distorsiunea semnal digital transmise printr-un optocupler și cresc fiabilitatea canalului de transmitere a informațiilor. Utilizarea unui limitator de curent de diodă care setează modul de funcționare al diodei zener vă permite să construiți o sursă simplă de tensiune de referință. Când curentul de alimentare se modifică cu zece procente, tensiunea de pe dioda zener se modifică cu două zecimi de procent și, deoarece curentul este stabil, valoarea tensiunii de referință este stabilă atunci când sursa de alimentare a circuitului se modifică.

Efectul ondulației tensiunii de alimentare asupra tensiunii de referință de ieșire este redus cu o sută de decibeli. O referință de tensiune mai ieftină poate fi dezvoltată prin înlocuirea diodei zener cu un rezistor. Curentul este fix, prin urmare, tensiunea pe rezistor nu se va modifica. Când rezistența trimmerului este conectată în serie cu rezistor constant devine posibilă setarea cu precizie a valorii necesare a tensiunii de referință, ceea ce nu se poate face atunci când se utilizează o diodă zener.

Folosind un limitator de curent cu diodă și un condensator, puteți obține un semnal care variază liniar - o tensiune care crește sau scade la o rată constantă. Curentul de încărcare sau descărcare a unui condensator este proporțional cu rata de schimbare a tensiunii pe condensator. Dacă curentul este fix, atunci tensiunea pe condensator se schimbă la o viteză constantă - liniar. Tensiunea la condensator U(t)=It/C, unde I este curentul limitator al limitatorului de curent al diodei, t este timpul în care curge curentul, C este capacitatea condensatorului. De exemplu, dacă curentul de limitare este de un miliamperi, iar capacitatea condensatorului este de o sută de microfaradi, atunci, după o secundă, tensiunea condensatorului va ajunge la zece volți. Rampa de curent se oprește atunci când tensiunea condensatorului se apropie de tensiunea de alimentare a circuitului de limitare a curentului. Acest circuit de temporizare este utilizat în circuite de semnal triunghiular și dinți de ferăstrău, în convertoare analog-digitale, dispozitive pornire soft aparate electrice și multe altele.

Utilizarea unui limitator de curent de diodă în circuitul emițător urmăritor în circuitul emițător crește rezistența de intrare a tranzistorului, crește câștigul circuitului și reduce disiparea căldurii atunci când tranzistorul funcționează în condiții critice.

DISPOZITIV LIMITATOR DE CURENT DIODE

Baza dispozitivului este un tranzistor cu efect de câmp cu joncțiune p-n ohm și n-canal. Tensiunea poartă-sursă determină curentul de scurgere. Când conectați poarta la sursă, curentul prin tranzistor este egal cu curentul inițial de scurgere, care curge la tensiunea de saturație între dren și sursă. Prin urmare, pentru funcționarea normală a limitatorului de curent al diodei, tensiunea aplicată la bornele trebuie să fie mai mare decât o anumită valoare egală cu tensiunea de saturație tranzistor cu efect de câmp.

Tranzistoarele cu efect de câmp au o răspândire mare în curentul de scurgere inițial, această valoare nu poate fi prezisă cu precizie. Limitatoarele de curent cu diode ieftine sunt tranzistoare cu efect de câmp selectate de curent în care poarta este conectată la sursă. Pentru a reduce curentul de limitare și a crește rezistența dinamică, în circuitul sursă este inclus un rezistor de polarizare automată, care stabilește polarizarea inversă a porții.

Când tensiunea aplicată între dren și sursă se schimbă de la saturație la defecțiune, curentul rămâne aproape neschimbat. Pentru a obține curentul limită al valorii necesare, rezistența R a rezistorului se calculează folosind formula:

Unde:
Noi noi. - tensiune de saturație dren-sursă
Ilim - valoarea limită curentă
Istock. început - curent de scurgere inițial

Când se proiectează un limitator de curent bazat pe un tranzistor cu efect de câmp, tensiunea de saturație a sursei de dren poate fi obținută din caracteristica de ieșire a tranzistorului cu efect de câmp, curentul de dren inițial este o valoare de referință.

Caracteristicile de ieșire ale unui tranzistor cu efect de câmp cu o joncțiune p-n KP312A și un canal n.

Când polaritatea tensiunii este schimbată, limitatorul de curent al diodei se transformă într-o diodă obișnuită. Această proprietate se datorează faptului că joncțiunea p-n a tranzistorului cu efect de câmp este polarizat direct și curentul curge prin circuitul de drenaj de poartă. Curentul invers maxim al unor limitatoare de curent cu diode poate ajunge la o sută de miliamperi.

SURSA DE CURENT 0,5 A SI MAI MULT

Pentru a stabiliza curenți de 0,5-5 amperi sau mai mult, puteți utiliza un circuit elementul principal care este un tranzistor puternic. Un limitator de curent cu diodă stabilizează tensiunea pe rezistorul de 200 ohmi și la baza tranzistorului. Schimbarea rezistenței R1 de la 0,2 la 10 ohmi stabilește curentul care circulă către sarcină. Alegerea curentului de reglare a circuitului limitează curentul maxim de tranzistor sau curentul maxim de alimentare. Aplicarea unui limitator de curent cu diodă cât mai mult posibil curent nominal stabilizarea îmbunătățește stabilitatea curentului de ieșire al circuitului, dar nu trebuie să uităm de tensiunea minimă posibilă de funcționare a limitatorului de curent al diodei. Schimbarea rezistenței R1 cu 1-2 ohmi modifică semnificativ valoarea curentului de ieșire al circuitului. Acest rezistor trebuie să aibă o putere mare de disipare a căldurii, modificarea rezistenței datorată încălzirii va face ca curentul de ieșire să devieze de la valoarea setată. Este mai bine să asamblați rezistența R1 de la mai multe rezistențe puternice conectate în paralel. Rezistoarele utilizate în circuit trebuie să aibă o abatere minimă de rezistență la schimbările de temperatură. Când construiți o sursă reglabilă de curent stabil sau pentru a regla fin curentul de ieșire, rezistența de 200 ohmi poate fi înlocuită cu una variabilă. Pentru a îmbunătăți stabilitatea curentului, tranzistorul este amplificat de un al doilea tranzistor de putere mai mică. Tranzistoarele sunt conectate conform unui circuit tranzistor compus. Când se utilizează un tranzistor compozit, tensiunea minimă de stabilizare crește.

Acest circuit poate fi folosit pentru alimentarea solenoizilor, electromagneților, înfășurărilor motoare pas cu pas, în galvanizare, pentru încărcarea bateriilor și în alte scopuri. Tranzistorul trebuie instalat pe radiator. Designul dispozitivului trebuie să asigure o disipare suficientă a căldurii. Dacă bugetul proiectului vă permite să creșteți costurile cu una sau două ruble și designul dispozitivului permite o creștere a suprafeței placa de circuit imprimat, apoi utilizarea combinației paralele de limitatoare de curent cu diode poate îmbunătăți parametrii dispozitivului în curs de dezvoltare. Cinci componente ale circuitului CDLL5305 conectate în paralel vă vor permite să stabilizați curentul la un nivel de zece miliamperi, ca în cazul utilizării unei componente a circuitului CDLL257, dar tensiunea minimă de funcționare în cazul celor cinci CDLL5305 este mai mică, ceea ce este important pentru circuitele cu tensiune joasă nutriţie. Printre proprietățile pozitive ale CDLL5305 se numără și accesibilitatea acestuia, în comparație cu dispozitivele de la producătorul Semitec. Înlocuirea unui limitator de curent cu un grup de limitatoare de curent conectate în paralel vă permite să reduceți încălzirea limitatoarelor de curent cu diode și să împingeți limita superioară a intervalului de temperatură. Plata pentru funcționarea sursei de curent, indiferent de rezistența de sarcină, este puterea eliberată de tranzistor. În fiecare caz, trebuie făcut un compromis între marja de rezistență la sarcină și căldura generată de puternicul element de control. Pentru a oferi o gamă largă de rezistențe de sarcină, trebuie să utilizați o sursă de alimentare cu cea mai mare tensiune posibilă. Cu un curent de ieșire de o sută de miliamperi într-o sarcină de douăzeci de ohmi, tensiunea va fi de doi volți, iar căderea de tensiune între elementele sursei de curent va fi de 28 de volți la alimentarea dispozitivului cu o tensiune de treizeci de volți. Puterea 28V*100mA=2,8 wați va fi eliberată pe elementele circuitului sursei de curent. Atunci când alegeți un calorifer, nu trebuie să uitați de regula simplă: „Nu puteți strica terci cu ulei”. Reducerea rezistenței maxime posibile de sarcină va reduce tensiunea de alimentare, ceea ce va reduce încălzirea dispozitivului, va reduce dimensiunea radiatorului și va crește eficiența.

CREȘTEREA TENSIUNII DE OPERARE

Pentru a utiliza limitatoare de curent cu diode la tensiuni mai mari decât tensiunea de defalcare, una sau mai multe diode Zener sunt comutate în serie cu limitatorul de curent al diodei, iar domeniul de tensiune al limitatorului de curent al diodei este deplasat de gradul de stabilizare a tensiunii de către dioda Zener. Circuitul poate fi utilizat pentru a determina aproximativ dacă a fost depășit un prag de tensiune.

Nu a fost posibil să se găsească limitatoare de curent pentru diode interne. Este probabil ca în timp, situația cu dispozitivele semiconductoare domestice din această clasă se va schimba.

P. Horowitz, W. Hill. Arta proiectării circuitelor.
L. A. Bessonov. Fundamente teoretice inginerie electrică. Circuite electrice.
Radio nr. 2, 1974
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

Platon Konstantinovici Denisov Simferopol