На сколько вольт светодиоды: Как определить напряжение питания светодиодов? Ответ

Как определить напряжение питания светодиодов? Ответ

Несмотря на то что электрический параметр №1 для светодиода – это номинальный ток, часто для расчётов необходимо знать напряжение на его выводах. Под понятием «напряжение светодиода» понимают разницу потенциалов на p-n-переходе в открытом состоянии. Оно является справочным параметром и вместе с другими характеристиками указывается в паспорте к полупроводниковому прибору. 3, 9 или 12 вольт… Часто в руки попадают экземпляры, о которых ничего не известно. Так как узнать падение напряжения на светодиоде?

Теоретический метод

Прекрасной подсказкой в этом случае является цвет свечения, внешняя форма и размеры полупроводникового прибора. Если корпус светодиода выполнен из прозрачного компаунда, то цвет его остаётся загадкой, разгадать которую поможет мультиметр. Для этого переключатель цифрового тестера переводят в положение «проверка на обрыв» и щупами поочерёдно касаются выводов светодиода. У исправного элемента в прямом смещении будет наблюдаться небольшое свечение кристалла. Таким образом, можно сделать вывод не только о цвете свечения, но и о работоспособности полупроводникового прибора. Существуют и другие способы тестирования излучающих диодов, о которых подробно написано в данной статье.

Светоизлучающие диоды разных цветов изготавливают из различных полупроводниковых материалов. Именно химический состав полупроводника во многом определяет напряжение питания светодиодов, точнее, падение напряжение на p-n-переходе. В связи с тем, что в производстве кристаллов используют десятки химических соединений, точного напряжения для всех светодиодов одного цвета не существует. Однако есть определённый диапазон значений, которых зачастую достаточно для проведения предварительных расчетов элементов электронной цепи.

С одной стороны, размер и внешний вид корпуса не влияют на прямое напряжение светодиода. Но ,с другой стороны. через линзу можно увидеть количество излучающих кристаллов, которые могут быть соединены последовательно. Слой люминофора в SMD светодиодах может скрывать целую цепочку из кристаллов. Ярким примером является миниатюрные многокристальные светодиоды от компании Cree, падение напряжения на которых зачастую значительно превышает 3 вольта.

В последние годы появились белые SMD светодиоды, в корпусе которых размещено 3 последовательно соединённых кристалла. Их часто можно встретить в китайских светодиодных лампах на 220 вольт. Естественно убедиться в исправности LED-кристаллов в такой лампе при помощи мультиметра не удастся. Стандартная батарейка тестера выдаёт 9 В, а минимальное напряжение срабатывания трёхкристального белого светоизлучающего диода – 9,6 В. Также встречаются двухкристальная модификация с порогом срабатывания от 6 вольт.

Узнать все технические характеристики светодиода можно из интернета. Для этого нужно скачать datasheet на схожую по внешним признакам модель, обязательно такого же цвета свечения, сверить паспортные размеры с действительными и выписать номинальные значения тока и падения напряжения. Следует учитывать, что данная методика весьма приблизительна, так как в одинаковом корпусе могут быть изготовлены светодиоды на 20 мА и на 150 мА с разбросом напряжения до 0,5 вольт.

Практический метод

Самые точные данные о прямом падении напряжения на светодиоде можно получить путём проведения практических измерений. Для этого понадобится регулируемый блок питания (БП) постоянного тока с напряжение от 0 до 12 вольт, вольтметр или мультиметр и резистор на 510 Ом (можно больше). Лабораторная схема для тестирования показана на рисунке.

Здесь всё просто: резистор ограничивает ток, а вольтметр отслеживает прямое напряжение светодиода. Плавно увеличивая напряжение от источника питания, наблюдают за ростом показаний на вольтметре. В момент достижения порога срабатывания светодиод начнёт излучать свет. В какой-то момент яркость достигнет номинального значения, а показания вольтметра перестанут резко нарастать. Это означает, что p-n-переход открыт, и дальнейший прирост напряжения с выхода БП будет прикладываться только к резистору.

Текущие показания на экране и будут номинальным прямым напряжением светодиода. Если ещё продолжить наращивать питание схемы, то расти будет только ток через полупроводник, а разность потенциалов на нём изменится не более чем на 0,1-0,2 вольт. Чрезмерное превышение тока приведёт к перегреву кристалла и электрическому пробою p-n-перехода.

Если рабочее напряжение на светодиоде установилось около 1,9 вольт, но при этом свечение отсутствует, то возможно тестируется инфракрасный диод. Чтобы убедиться в этом, нужно направить поток излучения на включенную фотокамеру телефона. На экране должно появиться белое пятно.

В отсутствии регулируемого блока питания можно воспользоваться «кроной» на 9 В. Также можно задействовать в измерениях сетевой адаптер на 3 или 9 вольт, который выдаёт выпрямленное стабилизированное напряжение, и пересчитать номинал сопротивления резистора.

Как понять, на сколько вольт рассчитан светодиод | Энергофиксик

Конечно, мы все прекрасно знаем, что главным параметром всех светодиодов является номинальный ток. Но кроме этого, так же очень важно знать, на какое напряжение рассчитан светодиод.

Хочу сразу сказать, что под аббревиатурой напряжение светодиода подразумевается разница потенциалов на p – n переходе в открытом состоянии. Этот параметр имеет справочный характер и его можно посмотреть в технической документации, где также указаны и другие параметры светодиодов.

Но зачастую у нас нет под рукой документов на светодиод, который мы нашли у себя в запасах. А вот как узнать падение напряжения в этом случае мы и поговорим в статье.

Определяем падение напряжения теоретическим способом

Итак, у вас есть светодиод, но при этом нет на него документов. Цвет, которым светится светодиод, может вам о многом рассказать, как сам корпус, форма и размеры полупроводникового прибора.

Если у светодиода корпус из прозрачного компаунда, то каким цветом он светится без его подключения загадка. Чтобы определить, а заодно и проверить исправность светодиода, нам потребуется мультиметр.

Переводим переключатель в положение прозвонка и щупами касаемся поочередно выводов диода. При этом у рабочего светодиода в прямом смещении вы увидите, что он слегка засветится.

Таким нехитрым способом вы определили цвет и исправность самого светодиода.

Почему именно важен цвет свечения? Да все просто. Светодиоды разных цветов изготавливаются из различных полупроводниковых компонентов. Именно химия полупроводника во многом определяет, какое падение напряжения будет на P-N переходе.

Но так как во время производства применяется множество химических элементов, то лишь по цвету можно определить только приблизительно на какое напряжение рассчитан тот или иной светодиод.

Если вы знаете какого цвета ваш светодиод, то вполне можно найти в интернете техническую документацию на светодиоды похожей конструкции, но обязательно одного цвета. И уже в ней посмотреть примерно какое напряжение на вашем светодиоде.

Теоретические изыскания вам смогут дать лишь приблизительные данные, но практический опыт позволит определить реальное напряжение светодиода.

Практическое определение напряжения светодиода

Для того, чтобы на практике определить напряжение кроме самого светодиода понадобится еще резистор на сопротивление 580 Ом (можно больше), регулируемый блок питания, например как у меня.

Собираем все наши детали вот по этой схеме:

Тут все очень просто: через резистор мы ограничиваем ток, а мультиметром мы контролируем прямое падение напряжения на светодиоде.

И проверка выглядит следующим образом: от регулируемого источника питания плавно (с нуля) начинаем подавать напряжение. Как только его величина подберется к порогу срабатывания, светодиод засветится.

При дальнейшем повышении напряжения яркость свечения достигнет своего номинала и показания мультиметра (в режиме вольтметра) перестанут расти. Это будет указывать на то, что p – n переход полностью открыт и дальнейшее увеличение напряжения на блоке питания будет прикладываться исключительно к резистору.

Вот эти показания на мультиметре и будут указывать на номинальное прямое напряжение светодиода.

Примечание. Если вы увидели, что на мультиметре установилось напряжение в 1,9 Вольта, но при этом светодиод не светится, то вероятнее всего перед вами инфракрасный светодиод. Чтобы убедиться в этом, возьмите телефон, включите камеру и посмотрите на тестируемый светодиод через нее. Если увидите, что в камере он светится ярко, то значит, вы тестируете именно инфракрасный светодиод.

Заключение

Вот такими нехитрыми способами можно найти напряжение светодиода. Если понравилась статья, то оцените ее лайком. Спасибо за ваше внимание!

Как определить на сколько вольт светодиод

Существует несколько методов как определить на сколько вольт светодиод. Один из них – довольно простой и не всегда срабатывает. Другой же – требует дополнительно аппаратуры и небольших познаний в электронике. В любом случае, они пользуются популярностью среди обладателей светодиодных лент, фонариков и других приспособлений.

Какими бывают светодиоды

Светодиод имеет массу обозначений (СД, СИД и LED). В основе такого устройства лежит небольшой полупроводниковый кристалл. Когда через него проходит электроток – происходит выброс фотонов, что приводит к свечению. Номинальное напряжение внутри такой конструкции позволяет определить, какой напряжение способен выдержать диод и какое необходимо для его нормальной работы. Используя эти значения, можно узнать на сколько вольт светодиоды в фонарике и в лампе.
Из неорганических полупроводниковых веществ создаются красные и желтые, зеленые и синие – на основе индия-галлия и нитрада. Различаются по сфере применения: для индикации и освещения. Вторые мощные и считаются отдельным осветительным прибором. Первые же используются в различных устройствах удаленного доступа: пульты, мобильные телефоны и другие.

Для освещения зачастую используются диоды, светящиеся белый светом. В зависимости от их мощности, подсветка может быть яркой или тусклой. Используются для домов и квартир, торговых центров и общественных заведений. По цвету их делят на: холодный, теплый и нейтральный оттенок. Классифицируются дополнительно по способу монтажа.
Светодиоды обладают различными параметрами мощности и напряжения. От этого зависит качество освещение, использование дополнительных блоков питания. Если неверно подобрать источник энергии – это может привести к малому эксплуатационному сроку полупроводников и быстрой поломке.

Несколько указанных способов помогут определить напряжение в светодоиодах.

Первый метод: узнать теоретическим способом на сколько вольт рассчитан светодиод

Внешние признаки – отличная возможность, как узнать на сколько вольт бывают светодиоды. В этом случае Вам поможет цвет свечения, форма и размеры полупроводникового прибора. Примеси различных химических элементов дают определенное свечение: начиная от красного и заканчивая желтым. Также существуют прозрачные модели, в которых определить параметры вольтажа можно только с мультиметром. Для того, чтобы узнать нужный параметр, нужно выполнить такие действия:

— Тестер нужно выставить на «Проверка обрыва»;
— Используйте щупы, чтобы прикоснуться к выходу светодиода;
— Несильное свечение кристалла поможет понять напряжение, которое есть в диоде
Окрашены они в разный цвет не случайно – при помощи внешних значений, можно определить примерное значение тока. Утверждать, что эти значения абсолютно верны – не стоит. Цвета стандартизированы и используются в условиях производства, вне зависимости от марки и производителя. Например, красный обладает напряжение до 2 В, а зеленый до четырех. Благодаря подобным обозначениям, можно не только узнать сколько вольт он потребляет, но и сколько вольт выдержит светодиод.
На некоторых моделях Вы сможете рассмотреть количество кристаллов, влияющих на тип самого полупроводникового устройства. В корпусе СМД расположено несколько полупрозрачных кристаллов, соединяясь – они выдают определенный свет. Часто используются в лампах на 220 В.
Последним, теоретическим способом сколько вольт потребляет светодиод, является программное обеспечение. Вы можете воспользоваться программами, которые содержат в себе целую базу данных. Введя уже известные параметры и цвет, Вы получите приблизительные данные. Далеко не всегда они верны, поэтому от теории переходим к практике.

Второй метод: практический

Это самый точный, но трудоемкий способ, как узнать на сколько вольт бывают светодиоды. Проведя тестирование, Вы сможете узнать параметры падения напряжения и значение силы тока. Воспользовавшись полученными данными, можно долгое время использовать полупроводник и подобрать для него нужное напряжение.
Для тестирования Вам понадобится:
— Вольтметр;
— Мультиметр;
— Двенадцати ватный блок питания;

— Резистор от 510 Ом
Принцип действия такой же, как и ранее – необходимо узнать номинальный ток. Соберите небольшую схему с резистором и вольтметром. Напряжение увеличивают до того момента, пока кристалл не загорится достаточно ярким светом. При достижении порогового значения – показания спадают и перестают расти. После этого необходимо снимать показания электрода.
В некоторых случаях свечения может не быть, например, до 2 В. Обнаружить инфракрасный диод можно: излучатель направляется на включенную камеру мобильного телефона. На экране может возникнуть белое пятно, которое и будет инфракрасным диодом.
Схему можно собрать и из подручных средств: вместо блока питания взять обыкновенную батарейку на 9 Вольт, вместо источников питания – стабилизатор сетевого напряжения.

Подобная схема может не выдать номинального значения, но вполне способна показать достаточно примерные. Если характеристики неизвестны, нужно сразу же рассчитать значения светодиода, чтобы предупредить его выход из строя.

Как узнать ток и напряжение светодиода

В связи с глобальным развитием технологий широкое применение в электронике получили светодиоды. Они обладают множеством особенностей, из которых можно выделить компактность и яркое свечение. Помимо номинального тока, который является их главным параметром, нужно знать рабочее напряжение светодиодов. Этот параметр часто используют для проведения расчетов. Если правильно подобрать параметры устройства, можно продлить срок его службы. Напряжение для светодиода является разницей потенциалов на p-n-переходе, что отмечается в паспортных данных прибора. Бывают случаи, когда нет информации о конкретном изделии, тогда возникает вопрос: «Как определить падение напряжения на светодиоде?».

Определение тока

Для осуществления этого есть несколько методов. Рассмотрим наиболее простой из них. Чтобы определить номинальный ток светодиода, потребуется наличие тестера, называемого мультиметром. Такой метод также применяется для обычных диодов.

Измерение силы тока светодиода

Тестирование проводится следующим образом:

• Щупы мультиметра подключаются плюсовым выводом к аноду, а минусовым к катоду.
• Анодный вывод у светодиода делается длиннее, чем катодный.
• Прозванивать можно светодиоды, у которых небольшое напряжение питания. Если у них большая мощность, применять такой метод нельзя.

Лучше воспользоваться проверенным способом измерения характеристик устройства. Для этого понадобятся:

• блок питания, рассчитанный на 12 В;
• мультиамперметр;
• постоянные резисторы – 2,2 и 1 кОм, а также 560 Ом;
• переменный резистор – 470–680 Ом;
• вольтметр, желательно цифровой;
• провода для коммутации схемы.

Как и в предыдущем случае, потребуется узнать полярность диода. Если по его выводам непонятно, где «+» и «-», тогда придется к одному из выводов подсоединить резистор 2,2 кОм. После этого нужно подключить светодиод к блоку питания. При его свечении нужно отключить питание и промаркировать нужный выход «+».

Теперь нужно заменить резистор 2,2 кОм на 560 Ом. В эту цепь последовательно подсоединяется переменный резистор, а также миллиамперметр для проведения замера. Вольтметр, у которого разрешение 0,1 В, подключается параллельно светодиоду. После этого необходимо установить максимальное сопротивление у переменного резистора.

Мультиметр для замера силы тока и напряжения светодиода

Можно подсоединить собранную схему к блоку питания, соблюдая полярность. После включения у светодиода будет блеклое свечение. Сопротивление постепенно снижают и следят за вольтметром. Определенное время напряжение будет расти до 0,5 В, расти будет и ток, что влияет на увеличение яркости светодиода. Необходимо фиксировать показания каждые 0,1 В. Оптимальный рабочий ток будет достигнут, когда величина напряжения станет расти медленнее силы тока, а яркость перестанет увеличиваться.

Как узнать падение напряжения?

Для того чтобы определить, на сколько вольт светодиод, можно воспользоваться теоретическим и практическим методами. Они оба хороши и применяются в зависимости от ситуации и сложности испытуемого прибора.

Теоретический метод

Для анализа характеристик светодиода таким способом большую подсказку дают габариты прибора, цвет и форма его корпуса. Примеси различных химических элементов вызывают свечение кристаллов от красного до желтого цвета. Конечно, если видна расцветка корпуса, тогда можно определить некоторые параметры светодиода по внешнему виду. Но при его прозрачности придется воспользоваться мультиметром. Выставляем тестер на «обрыв» и щупами прикасаемся к выводам светодиода. Ток, проходящий через светодиод, вызывает слабое свечение кристалла.

Типы и виды светодиодов

В состав этих изделий входят различные полупроводниковые металлы. Этот фактор и влияет на падение напряжения на p-n-переходе. Чтобы обозначить такие характеристики, независимо от марок и производителей светодиода, их окрашивают в различные цвета. Но стоит знать, что конкретно утверждать, на сколько вольт светодиод, опираясь только на его окраску, будет неверно. Цвета этих приборов дают приблизительные значения для проведения измерений. Примерные параметры по цветовому признаку приведены в таблице.

Цвет прибора	Напряжение, В
Красный	1,63–2,03
Желтый	2,1–2,18
Зеленый	1,9–4,0
Синий	2,48–3,7
Оранжевый	2,03–2,1
Инфракрасный	до 1,9
Фиолетовый	2,76–4
Белый	3,5
Ультрафиолетовый	3,1–4,4

Примерные характеристики светодиода можно определить по цвету его корпуса и размерам

На прямое напряжение светодиода не воздействуют габариты или вариации корпуса, однако может проглядываться количество кристаллов, которые излучают свет и соединяются последовательно. Бывают виды элементов SMD, где люминофор прячет цепочку кристаллов.

В корпусе SMD-светодиода последовательно соединяются три кристалла белого цвета. Наиболее часто они применяются в лампах на 220 В китайского производства. Из-за того, что такие светодиоды начинают реагировать только от 9,6 вольт, протестировать их мультиметром не удастся, так как его батарейка питания рассчитана на 9,5 В.

Теоретически можно воспользоваться интернетом, скачав специальную программу datasheet, в поисковике которой вписать известные параметры светодиода, его цвет. Это позволит найти приблизительные характеристики, где падение напряжения и значения тока могут быть неточными.

Практический метод

Проведение тестирования практическим способом позволяет получить наиболее точные значения силы тока и падения напряжения. Рассчитанная таким образом характеристика прибора позволяет безопасно и долговременно использовать его по назначению. Для получения неизвестных параметров потребуется вольтметр, мультиметр, блок питания, рассчитанный на 12 В, резистор от 510 Ом.

Принцип измерений аналогичен описанному выше для тестирования светодиода на номинальный ток. Необходимо собрать схему с резистором и вольтметром, после чего увеличивать постепенно напряжение до начала свечения кристалла. При достижении яркости высшей точки показания замедляют рост. Можно снимать с экрана номинальное напряжение светодиода.

При 1,9 вольт может отсутствовать свечение. В этом случае часто проверяется инфракрасный диод. Чтобы это уточнить, необходимо перевести излучатель в телефонную камеру. Если будет видно на экране белое пятно, то это и есть инфракрасный диод.

Схема проверки падения напряжения на светодиоде

Если нет возможности применить блок питания на постоянные 12 В, можно использовать батарейку «Крона», рассчитанную на 9 вольт. При отсутствии вышеперечисленных источников питания отлично подойдет стабилизатор сетевого напряжения, который может выдавать необходимое выпрямленное напряжение, только потребуется заново рассчитать номинал сопротивления резистора, задействованного в схеме. В этом случае также нужно повышать напряжение до засвечивания светодиода. Напряжение, при котором произойдет свечение, и будет номинальным, на которое он рассчитан.

При неизвестных характеристиках светодиода обязательно необходимо рассчитывать его значения номинального тока и падения напряжения, чтобы предотвратить быстрый выход из строя.

Напряжение светодиодных ламп | Te4h

Мы привыкли, что лампы накаливания работают от сети с переменным напряжением 220 вольт. Есть, конечно, и другие лампы накаливания, работающие от меньшего напряжения, но и свечение там тоже намного меньше. Здесь можно наблюдать зависимость — чем меньше напряжение светодиодного освещения, тем меньше света получаем от лампы. Но светодиодные лампы работают совсем по-другому. Для светодиода неважно напряжение, сила свечения зависит только от тока, проходящего через диод. В этой статье мы рассмотрим на каком напряжении могут работать светодиодные лампы, а также затронем ток светодиодных ламп.

Содержание статьи:

Напряжение светодиодных ламп

Я думаю что большинство людей давно закончивших школу и не имеющих дела с электричеством еще тогда забыли чем принципиально отличается ток от напряжения. А это желательно понимать.

Во многих книгах для пояснения разницы между током и напряжением проводится аналогия с водопроводной трубой. Но мне не очень нравится это сравнение. Любой предмет, брошенный из определенной высоты будет падать и в определенный момент достигнет поверхности земли. Его притягивает гравитация. Так вот напряжение — это сила, которая заставляет двигаться ток, как и гравитация притягивает предметы. А вот сила тока, если продолжить аналогию, это размер предмета, чем больше, тем сильнее ударит. Гравитация, как и напряжение не убьет если не будет предмета (тока).

А теперь вернемся к светодиодным лампам. Один светодиод или светодиодный чип, это вид полупроводника, который может пропускать ток только в одном направлении. Светодиоды могут работать от напряжения 4-12 Вольт. И даже больше, светодиодам нужно постоянное напряжение для нормальной работы. Но в стандартной электрической сети совсем другие условия.

В светодиодных лампах несколько светодиодов объединяются последовательно в один массив, и все они получают ток светодиодной лампы от общего блока питания. У многих светодиодных ламп, работающих от напряжения сети внутри есть специальное устройство, драйвер, который включает выпрямитель для преобразования переменного тока в постоянный, трансформатор, чтобы снизить очень высокое входящее напряжение, а также, возможно, стабилизационный компонент, чтобы уменьшить колебания тока.

Большинство современных светодиодных ламп, которые предназначены для домашнего использования и промышленности предназначены для напряжения питания 110-220 Вольт. Это достигается путем объединения нескольких чипов, как сказано выше. За остальное понижение напряжения и получение постоянного тока отвечает драйвер, встроенный в каждую лампу.

Но если у такой лампочки нет встроенного драйвера, а вы хотите запустить ее от обычной сети, вам потребуется внешнее устройство, которое будет выполнять те же функции, обеспечит нужное напряжение светодиодных ламп и выпрямит ток светодиодной лампы.

Стандартные настенные адаптеры, рассчитанные для другого оборудования, не подойдут, они не спалят светодиоды, но использовать их не рекомендуется. Они могут вызвать мерцание из-за неправильной светодиодной нагрузки, а также сокращают срок службы лампы. Поэтому нужно использовать драйверы, разработанные только для вашего вида ламп.

В последнее время появились светодиоды, работающие от переменного напряжения. Но так как светодиоды пропускают ток только в одну сторону, по своей природе они все равно остались устройствами, работающими на постоянном токе. В них одна честь диода светится при положительном токе, вторая при отрицательном цикле. Таким образом, мы получаем однородное свечение. Но для таких ламп тоже нужен драйвер, если они не приспособлены для работы от 220 вольт.

Ток светодиодных ламп

Яркость свечения светодиодных ламп зависит от тока, который будет проходить через сам диод. Это позволяет очень легко управлять яркостью таких ламп. Здесь подходит тот же принцип регулировки яркости что и для обычных ламп накаливания, изменяем силу тока — изменяется яркость. Но тут возникает одна проблема, в каждой лампе, которая будет работать от сети переменного напряжения встроен драйвер, который будет препятствовать изменению яркости. Поэтому если драйвер не поддерживает такую опцию регулировать яркость нельзя.

Потребление лампой электричества тоже зависит от тока и пропускаемого напряжения. Сила тока, с которой может работать лампа обычно указана на упаковке. Это может быть от 10-100 мА. Если же не указано и вам нужно знать этот параметр, его очень просто рассчитать по формуле:

I=(Р/U)*1000

Здесь I — это сила тока, P — потребляемая мощность и напряжение. Например, лампа на 220 вольт с потребляемой мощностью 12 Ватт будет иметь силу тока 54 мА. Рассчитанная сила тока может быть ниже, чем указанная на упаковке, потому что некоторые производители указывают на упаковке потребляемую мощность не самой лампы, а светодиода. Кроме светодиода, там есть еще резистор и другие компоненты, которым тоже нужно питание.

Выводы

В этой статье мы рассмотрели что такое напряжение светодиодных ламп, а также как влияет сила тока на их работу.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оцените статью:

Загрузка…

Об авторе

Администратор te4h.ru, интересуюсь новыми технологиями, криптовалютой, искусственным интеллектом, свободным программным обеспечением и Linux.

Питание светодиодов, блок питания для светодиодов

Постоянные читатели часто интересуются, как правильно сделать питание для светодиодов, чтобы срок службы был максимален. Особенно это актуально для led  неизвестного производства с плохими техническими характеристиками или завышенными.

По внешнему виду и параметрам  невозможно определить качество. Частенько приходится рассказывать как рассчитать блок питания для светодиодов, какой лучше купить или сделать своими руками. В основном рекомендую купить готовый, любая схема после сборки требует проверки и настройки.

Содержание

• 1. Основные типы
• 2. Как сделать расчёт
• 3. Калькулятор для расчёта
• 4. Подключение в автомобиле
• 5. Напряжения питания светодиодов
• 6. Подключение от 12В
• 7. Подключение от 1,5В
• 8. Как рассчитать драйвер
• 9. Низковольтное от 9В до 50В
• 10. Встроенный драйвер, хит 2016
• 11. Характеристики

Основные типы

Светодиод – это полупроводниковый электронный элемент, с низким внутренним сопротивлением. Если подать на него стабилизированное напряжение, например 3V, через него пойдёт большой ток, например 4 Ампера, вместо требуемого 1А. Мощность на нём составит 12W, у него сгорят тонкие проводники, которыми подключен кристалл. Проводники отлично видно на цветных и RGB диодах, потому что на них нет жёлтого люминофора.

Если блок питания для светодиодов  12V со стабилизированным напряжением, то для ограничения тока последовательно устанавливают резистор. Недостатком такого подключения будет более высокое потребление энергии, резистор тоже потребляет некоторую энергию. Для светодиодных аккумуляторных фонарей на 1,5В применять такую схему нерационально. Количество вольт на батарейке быстро снижается, соответственно будет падать яркость.  И без повышения минимум до 3В диод не заработает.

Этих недостатков  лишены специализированные светодиодные драйвера на ШИМ контроллерах. При изменениях напряжения  ток остаётся постоянным.

Как сделать расчёт

Чтобы рассчитать блок питания для светодиодов необходимо учитывать 2 основных параметра:

1. номинальная потребляемая мощность или желаемая;
2. напряжение падения.

Суммарное энергопотреблением подключаемой электрической цепи не должно превышать  мощности блока.

Падения напряжения зависит от того, какой свет излучает лед чип. Я рекомендую покупать фирменные LED, типа Bridgelux, разброс параметров у них минимальный. Они гарантированно держат заявленные характеристики и имеют запас по ним. Если покупаете на китайском базаре, типа Aliexpress, то не надейтесь на чудо, в 90% вас обманут и пришлют барахло с параметрами в 2-5 раз хуже. Это многократно проверяли мои коллеги, которые заказывали недорогие LED 5730 иногда по 10 раз. Получали они SMD5730 на 0,1W, вместо 0,5W. Это определяли по вольтамперной-характеристике.

Пример различной яркости кристаллов

К тому же у дешевых разброс параметров очень большой. Что бы  это определить в домашних условиях своими руками, подключите их последовательно 5-10 штук. Регулирую количество вольт, добейтесь чтобы они слегка светились. Вы увидите, что часть светит ярче, часть едва заметно. Поэтому некоторые в номинальном рабочем режиме будут греться сильнее, другие меньше. Мощность будет на них разная, поэтому самые нагруженные выйдут из строя раньше остальных.

Калькулятор для расчёта

Для удобства читателей опубликовал онлайн калькулятор для расчёта резистора для светодиодов при подключении к стабильному напряжению.

Калькулятор учитывает 4 параметра:

• количество вольт на выходе;
• снижение напряжения на одном LED;
• номинальный рабочий ток;
• количество LED в цепи.

Подключение в автомобиле

..

При заведенном двигателе бывает в среднем 13,5В — 14,5В, при заглушенном12В — 12,5В. Особые требования при включении в автомобильный прикуриватель или бортовую сеть. Кратковременные скачки могут быть до 30В. Если у вас используется токоограничивающее сопротивление, то сила тока возрастает прямо пропорционально повышению напряжению питания светодиодов. По этой причине лучше ставить стабилизатор на микросхеме.

Недостатком использования светодиодных драйверов в авто может быть появление помех на радио в УКВ диапазоне. ШИМ контроллер работает на высоких частотах и будет давать помехи на ваш радиоприёмник. Можно попробовать заменить на другой или линейный типа стабилизатор тока LM317 для светодиодов. Иногда помогает экранирование металлом и размещение подальше от головного устройства авто.

Напряжения питания светодиодов

Из таблиц видно, для маломощных на 1W, 3W этот показатель  2В для красного, желтого цвета, оранжевого. Для белого , синего, зелёного он от 3,2В до 3,4В. Для мощных от 7В до 34В. Эти циферки придется использовать для расчётов.

Таблица для LED на 1W, 3W, 5W

Таблица для мощных светодиодов 10W, 20W, 30W, 50W, 100W

Подключение от 12В

Одно из самых распространенных напряжений это 12 Вольт, они присутствуют в бытовой  технике, в автомобиле и автомобильной электронике. Используя 12V можно полноценно подключить 3 лед диода. Примером служит светодиодная лента на 12V, в которой 3 штуки и резистор подключены последовательно.

Пример на диоде 1W,  его номинальный ток 300мА.

• Если на одном LED падает 3,2В, то для 3шт получится 9,6В;
• на резисторе будет 12В – 9,6В = 2,4В;
• 2,4 / 0,3 = 8 Ом номинал нужного сопротивления;
• 2,4 * 0,3 = 0,72W будет рассеиваться на резисторе;
• 1W + 1W + 1W + 0,72 = 3,72W полное энергопотребление всей цепи.

Аналогичным образом можно вычислить и для другого количества элементов в цепи.

Подключение от 1,5В

Источник питания для светодиодов может быть и простой пальчиковой батарейкой на 1,5В. Для LED диода требуется обычно минимум 3V, без стабилизатора тут никак не обойтись. Такие специализированные светодиодные драйвера используются в  ручных фонариках на Cree Q5 и Cree XML T6. Миниатюрная микросхема повышает количество вольт до 3V и стабилизирует  700мА. Включение от 1. 5 вольт при помощи токоограничивающего сопротивления невозможно. Если применить две  батареи на  1.5 вольт, соединив их последовательно, получим 3В. Но батарейки достаточно быстро разряжаются,  а яркость будет падать еще быстрее. При 2,5В емкости в батареях останется еще много, но диод уже практически потухнет. А светодиодный драйвер будет поддерживать номинальную яркость даже при 1В.

Обычно такие модули заказываю на Aliexpress,  у китайцев  стоят 50-100руб, в России они дороговаты.

Как рассчитать драйвер

Чтобы рассчитать драйвер питания для светодиодов со стабильным током:

1. составьте на бумаге схему подключения;
2. если драйвер китайский, то желательно проверить выдержит он заявленную мощность или нет;
3. учитывайте, что для разных цветов (синий, красный, зеленый) разное падение вольт;
4. суммарная мощность не должна быть выше, чем у источника тока.

Нарисуйте схему включения, на которой распределите элементы, если они подключены не просто последовательно, а комбинировано с параллельным соединением.

На китайском блоке питания неизвестного производителя мощность может быть значительно ниже. Они запросто  указывают максимальную пиковую мощность, а не номинальную долговременную. Проверять сложнее, надо предельно нагрузить блок питания и замерить параметры.

Для третьего пункта используйте примерные таблицы для  1W,3W, 5W, 10W, 20W, 30W, 50W, 100W, которые приведены выше. Но больше доверяйте характеристикам, которые вам дал продавец. Для однокристальных бывает 3V, 6V, 12V.

Если энергопотребление цепи  в сумме  превысит номинальную мощность  источника питания, то ток просядет и увеличится нагрев. Он восстановится до нормального уровня, если снизить нагрузку.

Для светодиодных лент сделать расчёт очень просто. Измерьте количество Ватт на 1 метр и умножьте на количество метров. Именно измерьте, в большинстве случаем мощность завышена и вместо 14,4 Вт/м получите 7 Вт/м. Ко мне слишком часто обращаются с такой проблемой разочарованные покупатели.

Низковольтное от 9В до 50В

Кратко расскажу, что использую для включения для блоков на 12В, 19V, 24В и  для подключения к автомобильным 12В.

Чаще всего покупаю готовые модули на ШИМ микросхемах:

1. бывают повышающие, например, на входе 12V, на выходе 22В;
2. понижающие, например из 24В до 17В.

Не всем хочется тратить большую денежку на покупку готового прожектора для авто, светодиодного светильника или заказывать готовый драйвер. Поэтому обращаются ко мне, что бы из подручных комплектующих собрать что-нибудь приличное. Цена таких модулей начинается от 50руб до 300руб за модель на 5А с радиатором. Покупаю заранее по несколько штук, расходятся быстро.

Больше всех популярен вариант на линейной ИМС LM317T LM317, простой, надежный устаревший.

Очень популярны модели на LM2596, но она уже устарела и советую обратить внимание на более современное с хорошим КПД. Такие блоки имеют от 1 до 3 подстроечных сопротивлений, которыми можно настроить любые параметры до 30В и до 5А.

Встроенный драйвер, хит 2016

В начале 2016 года стали набирать популярность светодиодные модули и COB диоды с интегрированным драйвером. Они включаются сразу в сеть 220В, идеальный вариант для сборки светотехники своими руками. Все элементы находятся на одной теплопроводящей пластине. ШИМ контроллеры миниатюрные, благодаря хорошему контакту с системой охлаждения. Тестировать надежность и стабильность еще не приходилось, первые отзывы появятся минимум через полгода использования. Уже заказал самую дешевую и доступную модель COB на 50W. Чтобы найти такие на китайском базаре Алиэкспресс, укажите в поиске «integrated led driver».

Характеристики

 

Глобальная проблема, это подделка светодиодов Cree и Philips в промышленных масштабах. У китайцев для этого есть целые предприятия, внешне копируют на 95-99%, простому покупателю отличить невозможно. Самое плохое, когда такую подделку вам продают под видом оригинального Cree T6. Вы будете подключать поддельный по техническим спецификациям оригинального. Подделка имеет характеристики в среднем на 30% хуже. Меньше световой поток, ниже максимальная рабочая температура, ниже энергопотребление. Про обман вы узнаете очень не скоро, он проработает примерно в 5-10 раз меньше настоящего, особенно на двойном токе.

Недавно измерял световой поток своих фонариков на левых Cree производства  LatticeBright. Доставал всю плату с драйвером и ставил в фотометрический шар. Получилось 180-200 люмен, у оригинала 280-300лм. Без серьезного оборудования, которое преимущественно есть в лабораториях, вы не сможете измерить, соответственно узнать правду.

Иногда попадаются разогнанные диоды,  сила тока на которых на 30%-60% выше номинальной, соответственно и мощность. Недобросовестный производитель, особенно  подвально-китайский пользуется тем, что срок службы трудно измерить в часах. Ведь никто не засекает отработанное время, а когда светильник или светодиодный прожектор выйдут из строя продавца уже не найти. Да и искать бессмысленно, срок гарантии на такую продукцию дают всегда меньше периода службы.

Питание светодиодов, простейшие драйверы

На эту тему:  Электронный балласт для светодиодной лампы. Схемотехника.
Стабилизатор тока светодиода. Схемотехника.
Драйверы светодиодов

Очень часто при покупке светодиода задаётся вопрос: «На сколько он вольт?» Разумеется, если речь идёт о LED-лампе, модуле, ленте, панели – законченном устройстве, уже содержащем схему управления или хотя бы просто резистор – то да, они выпускаются на стандартные напряжения. В подавляющем большинстве это 12В постоянного тока или 220 переменного. В промышленной аппаратуре встречаются и другие значения питающего напряжения, но в данной статье мы не будем касаться таких устройств, а рассмотрим, как правильно запитать дискретные светодиоды простейшими средствами – без готовых (и недешёвых) промышленных драйверов.

Прежде всего, следует помнить, что практически для всех электрических процессов в основном важно не напряжение, а ток. Физика описывает механическое действие тока, химическое действие тока, тепловое действие тока… Не напряжения, а именно тока. А какое напряжение необходимо приложить, зависит от требуемого тока и сопротивления нагрузки: U=IR (производное закона Ома).

И вот это самое R (сопротивление) зачастую непостоянно, и зависимость тока от напряжения нелинейная. Даже в обычной лампочке накаливания сопротивление нити возрастает (как и у всех металлов) с повышением температуры. Но такая нелинейность нам на руку: как бы сам собой стабилизируется ток – его увеличение ведёт к разогреву волоска, это повышает  сопротивление и, следовательно, противодействует дальнейшему увеличению тока. Именно поэтому лампы накаливания можно питать фиксированным напряжением: необходимый ток установится автоматически.

Со светодиодами – сложнее. Их вольтамперная характеристика (ВАХ), как и у всех полупроводниковых диодов, при достижении некоторого напряжения становится очень крутой, почти вертикальной, и малейшее его отклонение может вызвать значительное изменение тока. И даже при очень точном и стабильном напряжении к тем же результатам может привести тепловое смещение характеристики. Наконец, светодиоды имеют разброс параметров, и при одном и том же напряжении ток может сильно отличаться даже у приборов из одной партии.

Рабочий участок характеристики лежит в очень узком диапазоне напряжений и зависит от длины волны излучаемого света и материала светодиода: 1,5…2,1 В для арсенида галлия (красных, оранжевых, желтых), но более 2,4 В для красных же из AlInGaP… Таблица по всем цветам и материалам обширна, а для расчетов, в общем, не нужна. С достаточной точностью можно считать напряжение светодиодов

• красных – 2 В,
• желтых – 2,5 В,
• зелёных – 3 В,
• синих и белых – 3,5 В.

В принципе так можно было бы и отвечать на вопрос из первого предложения статьи, но с оговоркой, что любое отклонение напряжения приведет либо к перегоранию светодиода, либо к тому, что он будет излучать лишь несколько процентов своего номинального светового потока.

Таким образом, светодиоды следует питать только фиксированным током (не напряжением!), а уж просто его ограничить или стабилизировать с высокой точностью – зависит от того, какое качество освещения, эффективность и долговечность излучателя необходимы.

При использовании светодиодов для индикации или подсветки небольшой мощности, вполне допустимо погасить ток до уровня 60-70% максимально допустимого просто последовательно включенным резистором с сопротивлением:

R=(U-UVD)/I, где U – напряжение питания, UVD – рабочее напряжение светодиода (или суммарное нескольких, включенных последовательно), I – необходимый ток.

Мощность, выделяющаяся на резисторе P=I2R при питании маломощных светодиодов от низковольтных источников, обычно не превышает 100 мВт и позволяет использовать маленькие детали.

Максимально допустимый ток практически всех маломощных диодов (полностью пластиковых, не имеющих площадки для радиатора) составляет 20 мА, а мощность – не более 50 мВт. Исключение – квадратные «Пираньи», которые могут содержать несколько кристаллов, включенных параллельно, или кристаллы большой площади, и рассеивать, соответственно, до 200 мВт. Это немного, но в случае близкого расположения нескольких светодиодов может вызвать ощутимый нагрев, что необходимо учитывать в конструкции – обеспечивать конвекцию воздуха, не заливать теплоизолирующими полимерами и т.д.

Из формулы видно, что тот же самый ток можно получить при различном сопротивлении – в зависимости от напряжения и количества светодиодов. Например, около 14 мА будет протекать через диод с рабочим напряжением 3 В при его питании от 12-вольтового источника через резистор 643 Ом. И такой же ток, но через 3 аналогичных диода, обеспечит резистор в 214 Ом. В первом случае существенно меньше будет изменение тока при отклонениях напряжения питания и температурном дрейфе ВАХ, зато во втором – в 9 раз меньше потери энергии на резисторе (относительно потребляемой излучателями). Палка о двух концах: экономичность против стабильности и долговечности. Практически для нормальной работы светодиодов достаточно, чтобы на резисторе падала где-то треть-четверть напряжения питания.

Если количество светодиодов не укладывается в это условие (их суммарное напряжение превосходит или незначительно меньше напряжения источника), применяют групповое включение нескольких параллельно соединённых последовательных цепочек с резистором в каждой. Просто параллельное соединение светодиодов используется только в дешёвых китайских фонарях и не может гарантировать равномерного распределения тока между излучателями даже одной партии, не говоря уже о раздельно приобретенных компонентах.

Например, необходимо запитать 10 белых маломощных светодиодов от источника в 9 В (достаточно стабильного, не «гуляющего», как бортовая сеть автомобиля на 30-40%). В таком случае можно выбрать ток достаточно близкий к максимально допустимому. Скажем, 17 мА.

Последовательное соединение 3х3,5 В уже неприемлемо: недостаточно напряжения питания. Значит, останавливаемся на схеме из пяти цепочек по 2 диода – как раз треть питания на резисторах, сопротивлением R = (9 В-2*3,5 В)/17 мА=117 Ом. Конечно, не обязательно искать соответствующие прецизионные, вполне подойдёт ближайшее значение из стандартного ряда – 120 Ом.

Ток, потребляемый от источника, составит 5*17=85 мА, а мощность P=U*I=9 В*85 мА=765 мВт. То есть подойдёт блок питания мощностью всего 1 Вт (щелочная батарейка «Крона» прослужит около сотни часов).

Именно так (параллельные группы только не из двух, а из трёх последовательно соединённых диодов и резистора) устроены 12-вольтовые светодиодные ленты. Поэтому резать их можно только по специально отмеченным границам – на целое количество групп.

Стабилизировать ток в маломощной цепочке проще всего полевым транзистором VT с начальным током стока, слегка превышающим рабочий ток светодиодов (КП302, КП307 и т.п.), подобрав его точное значение изменением сопротивления R в пределах нескольких десятков Ом.

Более серьёзные схемы для стабилизации тока, а также для питания светодиодов от сети 220 В рассмотрены в статье про самодельные LED-лампы. В случае же еще больших мощностей или совсем низковольтного питания (менее 3В), или для максимальной эффективности использования самых дорогих излучателей рекомендуется уже применять промышленные драйверы: себестоимость самодельного устройства такой сложности будет выше, чем у серийно выпускаемого.

Назад к каталогу статей >>>

Как узнать, сколько светодиодов можно использовать при заданном напряжении

\ $ V = I \ cdot R \ $ «штуковина», как вы ее называете, Закон Ома . Очень важный.

Светодиоды

вызывают довольно постоянное падение напряжения, которое, как говорит Malife , зависит в основном от цвета светодиода, а также немного зависит от тока. Эта диаграмма показывает, что для всех светодиодов видимого света требуется не менее 1,8 В. Красный светодиод упадет примерно на 2,2 В, так что, как вы видели, он может питаться от батареи 3 В. Для двух последовательно соединенных светодиодов требуется не менее 4.4V, поэтому он не будет работать с батареей 3V, но 6V в порядке.

Странные три светодиода. Вы говорите, что два слабо загораются, а третий — нет. Яркость светодиода определяется током, и один и тот же ток проходит через все светодиоды, поэтому все три должны светиться равномерно. Единственное, что я могу придумать, это то, что третий может быть неисправен или это может быть ИК-светодиод. Хотя светодиод, который выходит из строя из-за слишком большого тока, обычно будет разомкнут, а не закорочен. Также закороченный светодиод не должен уменьшать яркость.Светодиоды
чрезвычайно чувствительны к электростатическому разряду , и это могло вызвать сбой светодиода. Если у вас нет других инструментов для защиты от электростатического разряда, прикоснитесь к большому металлическому предмету, прежде чем брать светодиоды.

Теперь в схеме Malife есть большая ошибка , и это отсутствие резистора. У вас будет разница в напряжении между светодиодами и аккумулятором. Для двух светодиодов это будет около 6 В — 4,4 В = 1,6 В. Вы должны что-то сделать с этим, если вы подключите три именно так, может протекать очень большой ток, который может разрушить ваши светодиоды.Таким образом, вы устанавливаете резистор, который выдержит напряжение 1,6 В. Поскольку вы знаете закон Ома, вы можете рассчитать номинал резистора, если знаете, что типичному светодиодному индикатору требуется 20 мА:

\ $ R = \ dfrac {V} {I} = \ dfrac {6V — 2 \ times 2.2V} {20 mA} = 80 \ Omega \ $

Для одиночного светодиода это будет

\ $ R = \ dfrac {V} {I} = \ dfrac {3V — 2.2V} {20 mA} = 40 \ Omega \ $

Неважно, в каком порядке вы разместите светодиоды и резистор.

Если вы не использовали резистор в своих экспериментах и ​​светодиоды не загорелись, это, вероятно, связано с тем, что батарея не может обеспечивать слишком большой ток.

---

редактировать (после вашего комментария)
Рядом с законом Ома есть также законы Кирхгофа: закон напряжения Кирхгофа (KVL) и закон Кирхгофа (KCL). KVL говорит, что сумма всех напряжений в контуре равна нулю. В нашем случае напряжение аккумулятора равно сумме напряжений на светодиодах и резисторе. (Напряжение на компоненте часто называют падением напряжения на нем.)
На схеме выше мы начинаем с 3 В наверху. На светодиоде «падает» 2,2 В, поэтому напряжение на катоде равно 0.8В. Остался только резистор, прежде чем мы дойдем до 0 В, так что 0,8 В — это падение напряжения на резисторе.
Для более чем одного светодиода начните с положительного контакта батареи и пройдитесь по контуру, вычитая напряжения при прохождении компонентов, пока вы не дойдете до 0 В, когда вернетесь к батарее.

Светодиодная лента Внутренняя схема и информация о напряжении

В этой статье рассматривается внутренняя схема и принцип работы светодиодной ленты. Эта информация предназначена для обсуждения технических вопросов и не является необходимой для обычных пользователей, заинтересованных в регулярном использовании светодиодных лент.

Назад к основам — Напряжение светодиодного чипа

Указанное напряжение светодиодной ленты — например, 12В или 24В — в первую очередь определяется:

1) указанным напряжением используемых светодиодов и компонентов, а

2) конфигурацией светодиодов на светодиодной ленте.

Светодиоды обычно представляют собой устройства с напряжением 3 В. Это означает, что если между положительным и отрицательным концами светодиода будет приложена разница в 3 В, он загорится.

Что произойдет, если у вас будет несколько светодиодов в цепочке, один за другим (серией)? В этом случае напряжения отдельных светодиодов суммируются.

Следовательно, для 3 последовательно соединенных светодиодов потребуется прямое напряжение 9 В (3 В x 3 светодиода), а для 6 последовательно соединенных светодиодов потребуется прямое напряжение 18 В (3 В x 6 светодиодов).

Помимо светодиодов, также необходим один или несколько токоограничивающих резисторов, чтобы гарантировать, что светодиодная лента не перейдет в режим перегрузки по току. Резистор также включен последовательно со светодиодами, и его значение сопротивления рассчитывается таким образом, чтобы он также потреблял примерно 3 вольта.

Итак, 3 последовательно соединенных светодиода требуют 9 вольт для светодиодов и 3 вольт для резистора, в результате чего мы получаем 12 вольт.

Для шести последовательно соединенных светодиодов требуется 18 вольт для светодиодов и 3 вольта на резистор (x2), что доводит нас до 24 вольт.

Это «строительные блоки» для каждой группы светодиодов на светодиодной ленте. То, как он размещен на светодиодной ленте, можно визуализировать на нашем рисунке ниже:

Что происходит с параллельными светодиодами? Напряжение остается прежним, но ток распределяется поровну между каждой из параллельных цепей. Следовательно, если у вас есть 3 параллельные группы, каждая из которых потребляет 50 мА при 24 В, общая потребляемая мощность составляет 150 мА, также при 24 В.

Эти два примера с 3 светодиодами и 6 светодиодами показывают, как сконфигурирована типичная светодиодная лента на 12 и 24 вольт. Поскольку в светодиодных лентах используются светодиодные устройства на 3 вольта, и они сконфигурированы так, чтобы иметь несколько параллельных цепочек из 3 или 6 светодиодов.

Вы должны подавать точно указанное напряжение?

Вам может быть интересно, означает ли 12 вольт ровно 12,0 вольт или 11,9 вольт все еще будут работать? Хорошая новость заключается в том, что мощность, подаваемая на светодиодную ленту, оставляет желать лучшего.

Ниже приведена диаграмма из таблицы данных светодиодов, показывающая, сколько тока будет проходить через светодиод в зависимости от напряжения.

Вы увидите, что, например, при 3,0 В этот конкретный светодиод потребляет около 120 мА. Если мы уменьшим напряжение до 2,9 В, светодиод будет потреблять немного меньше, всего около 80 мА. Если мы увеличим напряжение до 3,1 В, светодиод будет потреблять больше, примерно 160 мА.

Поскольку в светодиодной полосе 12 В имеется 3 последовательно соединенных светодиода и резистор, подача 11 В вместо 12 В немного похожа на уменьшение напряжения для каждого светодиода на 0.25В.

Будут ли светодиоды работать при 2,75 В? Если мы обратимся к таблице выше, окажется, что потребляемый ток упадет со 120 мА на светодиод примерно до 40 мА.

Хотя это довольно значительное падение, светодиоды будут работать нормально, хотя и с гораздо более низким уровнем яркости.

Что, если бы мы подавали только 10 В на светодиодную ленту на 12 В? В этом случае мы уменьшаем напряжение на каждый светодиод на 0,5 В. Если обратиться к таблице, то при 2,5 В светодиоды почти не потребляют ток.

Скорее всего, на этом уровне напряжения вы увидите очень тусклую светодиодную ленту.

Все напряжения ниже номинального значения светодиодной ленты являются безопасными, так как вы всегда будете потреблять меньший ток и, следовательно, исключить любую возможность повреждения или перегрева. Но как насчет уровней напряжения более 12 В?

Давайте посмотрим на питание 12,8 В на светодиодной ленте 12 В. Это увеличивает напряжение на светодиод на 0,20 В.

На наш светодиод теперь подается напряжение 3,2 В, при котором диаграмма показывает потребляемый ток 200 мА.

Так уж получилось, что максимальный ток производителя составляет 200 мА.Если установить более высокое значение, вы рискуете повредить светодиод.

И имейте в виду, что каждый светодиод будет иметь разные характеристики, и присущие производственные различия могут повлиять на фактические диапазоны напряжения, приемлемые для конкретной светодиодной ленты.

Мы показали, что для светодиодной ленты на 12 В она может переходить от темноты к перегрузке в узком диапазоне от 10 В до 12,8 В.

Хотя можно подавать напряжение, немного отличающееся от номинального, вы должны быть осторожны и точны, чтобы не повредить светодиоды.

Как насчет уменьшения яркости светодиодной ленты?

Один из способов уменьшить яркость светодиодной ленты — установить входное напряжение ниже номинального уровня, как мы видели выше. В действительности, однако, силовая электроника не очень хороша в снижении выходного напряжения таким образом.

Предпочтительным методом является использование так называемой ШИМ (широтно-импульсной модуляции), когда светодиоды включаются и выключаются с большой скоростью. Регулируя соотношение времени включения и выключения (рабочий цикл), можно отрегулировать видимую яркость светового потока светодиодной ленты.

Для светодиодной ленты 12 В это означает, что она всегда получает либо полное напряжение 12 В, либо 0 В, в зависимости от того, в какой части цикла ШИМ мы находимся.

Аналогичным образом, мы также знаем, что светодиод потребляет одинаковое количество тока, когда он находится в состоянии «включено», независимо от его рабочего цикла. Это дополнительное преимущество для светодиодных лент, цветовая температура которых должна оставаться постоянной даже при изменении ее яркости.

Итог

Одно из значительных преимуществ светодиодных лент — это простота, но универсальность: они сочетаются с простыми устройствами питания постоянного напряжения.

Иногда может быть полезно понять внутреннюю работу таких устройств, поскольку это может помочь нам понять некоторые из более тонких аспектов их работы, такие как регулировка яркости и изменения входного напряжения.

светодиодов для начинающих: 9 шагов (с изображениями)

В отличие от светодиодов, которые подключены последовательно, светодиоды, подключенные параллельно, используют один провод для подключения всех положительных электродов светодиодов, которые вы используете, к положительному проводу источника питания и используйте другой провод для подключения всех отрицательных электродов светодиодов, которые вы используете, к отрицательному проводу источника питания.Параллельная разводка имеет ряд явных преимуществ по сравнению с последовательным соединением.

Если вы соедините целую группу светодиодов параллельно, вместо того, чтобы делить мощность, подаваемую на них, между ними, все они будут использовать ее. Таким образом, аккумулятор на 12 В, подключенный к четырем последовательно соединенным 3-вольтовым светодиодам, будет распределять 3 В для каждого из светодиодов. Но та же батарея 12 В, подключенная к четырем светодиодам 3 В параллельно, подает полное напряжение 12 В на каждый светодиод — этого достаточно, чтобы наверняка сжечь светодиоды!

Подключение светодиодов параллельно позволяет нескольким светодиодам использовать только один низковольтный источник питания.Мы могли бы взять те же четыре светодиода на 3 В и подключить их параллельно к меньшему источнику питания, скажем, двум батареям АА, вырабатывающим в общей сложности 3 В, и каждый из светодиодов получит необходимое им 3 В.

Короче говоря, последовательная проводка делит общий источник питания между светодиодами. Их параллельное соединение означает, что каждый светодиод будет получать полное напряжение, выводимое источником питания.

И, наконец, несколько предупреждений … при параллельном подключении источник питания истощается быстрее, чем при последовательном подключении, поскольку в конечном итоге они потребляют больше тока от источника питания.Он также работает только в том случае, если все светодиоды, которые вы используете, имеют одинаковую мощность. ЗАПРЕЩАЕТСЯ смешивать и сочетать светодиоды разных типов / цветов при параллельном подключении.

Хорошо, теперь перейдем к делу.

Я решил сделать две разные параллельные установки.

Первый, который я попробовал, был максимально простым — всего два светодиода 1,7 В, подключенных параллельно к одной батарее 1,5 В AA. Я подключил два положительных электрода на светодиодах к положительному проводу, идущему от батареи, и подключил два отрицательных электрода на светодиодах к отрицательному проводу, идущему от батареи.Для светодиодов 1,7 В не требовался резистор, потому что 1,5 В, поступающего от батареи, было достаточно, чтобы зажечь светодиод, но не больше, чем напряжение светодиодов, поэтому не было риска его перегорания. (Эта установка не изображена)

Оба светодиода 1,7 В были зажжены источником питания 1,5 В, но помните, что они потребляли больше тока от батареи и, таким образом, быстрее разряжали батарею. Если бы к батарее было подключено больше светодиодов, они бы потребляли еще больше тока от батареи и разряжали бы ее еще быстрее.

Для второй установки я решил собрать все, чему я научился, и подключить два светодиода параллельно к моему источнику питания 9 В — определенно слишком много энергии для одних светодиодов, поэтому мне наверняка придется использовать резистор.

Чтобы выяснить, какое значение мне следует использовать, я вернулся к верной формуле — но, поскольку они были подключены параллельно, в формуле есть небольшое изменение, когда дело доходит до тока — I.

R = (V1 — V2 ) / I

где:
V1 = напряжение питания
V2 = напряжение светодиода
I = ток светодиода (в наших других расчетах мы использовали 20 мА, но поскольку параллельное подключение светодиодов потребляет больше тока, мне пришлось умножить ток на этот LED отображает общее количество светодиодов, которые я использовал.20 мА x 2 = 40 мА или 0,04 А.

И мои значения для формулы на этот раз были:

R = (9В — 1,7В) / .04A
R = 182,5 Ом

Опять же, поскольку пакет разнообразия не поставлялся с резистором точного номинала, я попытался используйте два резистора на 100 Ом, соединенные последовательно, чтобы получить сопротивление 200 Ом. Я закончил тем, что просто повторил ошибку, которую сделал на последнем шаге, еще раз, и по ошибке соединил их параллельно, так что два резистора 100 Ом в конечном итоге дали сопротивление только 50 Ом.Опять же, эти светодиоды особенно простили мою ошибку — и теперь я получил ценный урок о последовательном и параллельном подключении резисторов.

Последнее замечание о параллельном подключении светодиодов — пока я ставлю резистор перед обоими светодиодами, рекомендуется ставить резистор перед каждым светодиодом. Это более безопасный и лучший способ подключить светодиоды параллельно резисторам, а также гарантирует, что вы не сделаете ошибку, которую я сделал случайно.

Загорелись светодиоды 1,7 В, подключенные к батарее 9 В, и мое маленькое приключение в страну светодиодов было завершено.

Работа светодиодов от источника переменного тока

Светодиоды обычно считаются устройствами постоянного тока, работающими от нескольких вольт постоянного тока. В маломощных приложениях с небольшим количеством светодиодов это вполне приемлемый подход, например, в мобильных телефонах, где питание подается от батареи постоянного тока. Но другие приложения, например, линейная система ленточного освещения, протянувшаяся на 100 м вокруг здания, требуют других соображений. Привод постоянного тока страдает от потерь на расстоянии, что требует использования более высоких напряжений привода при запуске, а также дополнительных регуляторов, которые тратят энергию.

Напротив, переменный ток лучше работает на расстоянии, поэтому этот метод используется для подачи электроэнергии в дома и предприятия по всему миру. Переменный ток позволяет очень просто использовать трансформаторы для понижения напряжения до 240 В или 120 В переменного тока по сравнению с киловольтами, используемыми в линиях электропередач, но с постоянным током это гораздо более проблематично.

Для работы светодиодного светильника от сети (например, 120 В переменного тока) требуется, чтобы электроника между источником питания и самими устройствами обеспечивала постоянное напряжение (например.грамм. 12 В постоянного тока), способный управлять несколькими светодиодами.

Новый подход заключается в разработке светодиодов переменного тока, которые могут работать непосредственно от источника питания переменного тока. Это дает несколько преимуществ, как объясняет Боб Коттриш из Lynk Labs, одной из компаний, которая является авангардом этого подхода: «При переменном токе энергия передается и используется гораздо более эффективно», — говорит он. «Если вы можете поставить свои светодиоды прямо на торец без необходимости включать сложную электронику для преобразования переменного тока обратно в постоянный ток, вы получите двойное преимущество: вы эффективно управляете мощностью в среде распределения, и вы доставили это более эффективно без вмешательства электроники.»

Конечно, если вы также можете получить больше света при меньшем энергопотреблении, как Lynk Labs заявляет о своем подходе AC-LED, тогда у вас еще больше положительной позиции.

Работа светодиодов от источника переменного тока

Существует несколько вариантов управления светодиодами от источника переменного тока. Многие автономные светодиодные светильники просто имеют трансформатор между розеткой и светильником для обеспечения необходимого напряжения постоянного тока. Ряд компаний разработали светодиодные лампы, которые вкручиваются напрямую в стандартные розетки, но они неизменно также содержат миниатюрную схему, которая преобразует переменный ток в постоянный перед подачей его на светодиоды.

Другой подход — сконфигурировать светодиоды или сами умереть в мостовой схеме постоянного тока. Хотя переменный ток вводится в эту конфигурацию светодиодной мостовой схемы, светодиоды по-прежнему управляются постоянным током, и этот подход требует большей мощности привода, чем «настоящая» конструкция светодиодов переменного тока.

Одной из ранних форм «настоящей» системы светодиодов переменного тока, в которой устройства работают при непосредственном подключении к источнику переменного тока, является подход «свет рождественской елки». Здесь несколько светодиодов подключены последовательно, так что падение напряжения на всей цепочке равняется напряжению питания.

Однако были предприняты попытки разработать «настоящие» светодиоды переменного тока на уровне сборки или комплектного устройства. В авангарде этих разработок находятся Lynk Labs, Seoul Semiconductor и III-N Technology.

Технология, разработанная Seoul Semiconductor и отдельно III-N Technology, использует подход рождественской елки на уровне кристалла. Светодиодное устройство переменного тока фактически состоит из двух цепочек последовательно соединенных кристаллов, соединенных в разных направлениях; одна струна светится в течение положительной половины цикла переменного тока, а другая — в течение отрицательной.Строки попеременно включаются и отключаются на частоте 50/60 Гц источника питания переменного тока, и, таким образом, светодиод всегда выглядит включенным. Технология, разработанная Сеулом и III-N, специально предназначена для светодиодных устройств, предназначенных для работы от сети переменного тока высокого напряжения 50/60 Гц.

Lynk Labs technology

Lynk Labs, однако, разработала и запатентовала альтернативную технологию AC-LED для высокого и низкого напряжения переменного тока. Lynk использует существующие светодиоды или кристаллы с различными запатентованными конструкциями драйверов на основе продукта AC-LED.Компания утверждает, что владеет широчайшим портфелем патентов на устройства, сборки, драйверы и системы AC-LED. Кроме того, Lynk и Philips по отдельности придерживаются фундаментальных принципов IP в управлении светодиодами с помощью высокочастотных драйверов инверторного типа.

В отличие от Сеула или III-N, подход Lynk Labs заключался в разработке технологии AC-LED, которая объединяет всего 2 кристалла или светодиода в одной сборке или корпусе вместе с соответствующей технологией драйверов для конкретного AC-LED.

«Производители освещения заинтересованы в предложении светодиодных осветительных приборов, а не в том, чтобы стать экспертами в области электроники или полупроводников», — говорит Майк Мискин, генеральный директор Lynk Labs.«Подход Lynk заключается в предоставлении нашим клиентам комплексных решений plug-and-play».

Технология Lynk Labs AC-LED используется на обоих концах системы. Драйверы компании предназначены для обеспечения светодиодов переменного тока либо (а) постоянным напряжением, либо (б) постоянным напряжением и постоянной частотой. Устройство или сборка AC-LED предназначены для подключения к драйверу без необходимости каких-либо дополнительных инженерных работ, за исключением приспособления, предоставляемого производителем светильника или конечным пользователем.

Для устройства или сборки AC-LED доступны различные конструкции, однако все они основаны на использовании драйверов AC-LED, обеспечивающих либо постоянное напряжение, либо постоянное напряжение и постоянную частоту.

С драйверами постоянного напряжения переменного тока Lynk Labs светодиоды управляются в конфигурации встречно-параллельной цепи на различных частотах в зависимости от приложения. Здесь высокочастотный / низковольтный драйвер используется для управления устройством или сборкой AC-LED, которые соответствуют драйверу постоянного напряжения.В качестве альтернативы, другие устройства и сборки предназначены для прямого подключения к электросети или низковольтным трансформаторам, например, к тем, которые используются в ландшафтном освещении.

Светодиоды с контролем емкостного тока

В драйверах постоянного напряжения / постоянной частоты светодиод C ³ (светодиод управления емкостным током) имеет емкостную связь с драйвером и управляется им. Конденсатор заменяет любые резистивные компоненты в системе, тем самым уменьшая нагрев и повышая эффективность.

Светодиодное устройство или узел C ³ включает перевернутый противостоящий кристалл или светодиоды со встроенным или встроенным согласующим конденсатором.

По сравнению с использованием того же кристалла в схеме на основе резистора, управляемой постоянным током, светодиодный подход C ³ может обеспечить более высокую яркость при той же мощности (или, альтернативно, использует более низкую мощность при той же яркости), в зависимости от устройства или системы. дизайн.

Стандартное светодиодное устройство обычно питается от источника постоянного тока, и в простейшей форме схема драйвера включает в себя резистор для обеспечения правильного падения напряжения на эмиттере (, рис. 1а, ).Напротив, подход C ³ от Lynk Lab использует четное количество светодиодов или кристалл в цепи, которая также содержит конденсатор и подключена к источнику переменного тока (, рис. 1b, ). Система спроектирована таким образом, что оба полупериода волны переменного тока используются эффективно.

Типичное светодиодное устройство C ³ объединяет 2 или более светодиода на кристалл (кратно 2 или более, чтобы эффективно использовать обе половины цикла переменного тока) с конденсатором.

Майк Мискин объясняет роль конденсатора в цепи.«Подобно резистору в цепи постоянного тока, конденсатор снижает напряжение и подает требуемый ток на светодиоды в зависимости от напряжения и частоты, поступающих на конденсатор от источника переменного тока. Когда источник переменного тока, такой как сеть переменного тока или наш запатентованный драйверы высокочастотного инвертора (технология BriteDriver от Lynk Labs) обеспечивают постоянное напряжение и постоянную частоту, конденсатор подает постоянный ток на светодиоды, но также изолирует светодиоды от других светодиодов в системе и от драйвера в случае сбоя. происходить.»

Хотя для обоих устройств, указанных выше, требуются разные напряжения и токи, они оба могут быть подключены к одному и тому же драйверу AC-LED или источнику питания без необходимости в дополнительной электронике или компонентах.

Этот подход C ³ LED также улучшает терморегулирование , эффективность за счет устранения резистивной составляющей, которая необходима в цепи постоянного тока.

Надежность системы

Существует также проблема дополнительной надежности.

В цепи с постоянным током, показанной на рис. 2a , постоянная 24 В постоянного тока текущий драйвер отправляет 1.4 А на 4 параллельных цепочках светодиодов, при 350 мА на цепочку. Если одна строка выходит из строя (, рис. 2b, ), драйвер по-прежнему выдает 1,4 А, что теперь означает 467 мА на каждой из оставшихся 3 строк. Этой ситуации перегрузки по току, которая явно нежелательна, можно избежать с помощью технологии Lynk Labs AC-LED. В , рис. 3a, , источник питания 12 В переменного тока обеспечивает 350 мА каждой из четырех цепочек светодиодов C ³ , каждая из которых, в свою очередь, содержит 6 эмиттеров. Если одна цепочка выходит из строя ( Рисунок 3b, ), тот же ток 350 мА продолжает подаваться на каждую цепочку светодиодов C ³ , потому что драйвер обеспечивает постоянное напряжение и частоту, а ток регулируется конденсатором в каждой цепочке. .

Светоотдача

Предварительные результаты показывают, что светодиодный подход C ³ может обеспечить более высокую яркость при той же мощности или, в качестве альтернативы, может потреблять меньше энергии для достижения того же уровня яркости. Происхождение этих результатов не совсем понятно, но отчасти связано с тем, что светодиоды имеют более низкую температуру перехода, потому что они включены только в течение одной половины цикла переменного тока.

Дальнейшая оценка и данные независимых тестов должны служить для подтверждения правильности подхода Lynk Labs к AC-LED.

Установка светодиодного освещения в автомобиле

Использование светоизлучающих диодов, иначе называемых светодиодами, в вашем автомобиле

Светодиодные фонари быстро становятся предпочтительным источником света во многих областях применения. Для этого есть веские причины. Светодиодные лампы потребляют примерно в 10 раз меньше мощности стандартной сопоставимой лампочки, что делает их намного более эффективными. Светодиоды служат намного дольше стандартных лампочек — примерно 100 000 часов. Недавние достижения позволили создать светодиодные лампы с высокой светоотдачей, что сделало их более желательными в качестве источников света по сравнению со светодиодами предыдущего поколения, которые привыкло видеть большинство людей.Кроме того, производство светодиодов произвело массовое производство светодиодов по очень низкой цене за светодиод, что сделало светодиоды более доступными.

В автомобиле сам электронный компонент, известный как светодиод или светоизлучающий диод, обычно используется в качестве индикатора, предупреждающего вас о включении цепи. Однако вы не можете просто подключить светодиод к источнику питания на 12 В в автомобиле и ожидать, что он заработает. Обычному светодиоду для работы требуется всего 2 вольта, поэтому напряжение питания вашего светодиода необходимо уменьшить с 12 до 2 вольт.Это достигается с помощью резистора. Примечание: для типичных светодиодов требуется 2 В для каждого светодиода, однако для некоторых требуется 4 В, например, для синих и белых светодиодов.

На диаграмме справа «R» представляет собой резистор на 470 или 560 Ом, любой из них будет работать с общим светодиодом, требующим 2 вольт. Вам нужно будет приобрести по одному резистору на каждый светодиод. Резисторы обычно можно купить в тех же магазинах электроники, что и сами светодиоды.

Подключение светодиодных фонарей

Светодиод имеет два вывода, и они должны быть подключены определенным образом.Эти два вывода называются: a или + для анода и k или — для катода (да, это действительно k, а не c для катода). Катод — это короткий вывод, и на корпусе круглых светодиодов может быть небольшая плоская поверхность. Если вы видите внутри светодиода, катод — это электрод большего размера (но это не официальный метод идентификации).

Всегда целесообразно протестировать вашу схему, прежде чем делать ее постоянной. Внимание: никогда не подключайте светодиод напрямую к батарее или источнику питания! Он будет уничтожен почти мгновенно, потому что через него пройдет слишком много тока и он сгорит.Чтобы ограничить ток до безопасного значения, светодиоды должны иметь последовательно включенный резистор. Для быстрого тестирования используйте зажимы типа «крокодил» или временно подсоедините провода к резистору, не замыкая их вместе. Подключите более длинный анод (a) или конец + к положительной клемме аккумулятора или к источнику питания 12 В. Подключите катод (k) или — конец светодиода к резистору, а затем другой конец резистора к отрицательной стороне батареи. (См. Диаграмму выше). Если все пойдет хорошо, вы должны увидеть свет. Если вы подключите светодиод наоборот, это просто не сработает.Просто поменяйте местами провода светодиодов.

Пайка схемы

Светодиод должен быть подключен последовательно с резистором. Лучший способ соединить их вместе — спаять. Если вы собираетесь спаять их вместе, имейте в виду, что светодиоды могут быть повреждены нагревом при пайке, однако риск невелик, если только вы не будете очень медленно выполнять пайку и позволить теплу проникнуть внутрь светодиода. В противном случае при пайке большинства светодиодов особых мер предосторожности не требуется.

Применение этой схемы к вспомогательному переключателю или устройству
В большинстве случаев вы не будете просто добавлять световой сигнал в свой автомобиль.Скорее всего, вы захотите, чтобы эти светодиодные фонари действовали как индикаторы, указывающие на то, что включены цепи, такие как фары Offroad, радио CB, охлаждающий вентилятор или встроенный воздушный компрессор. Чтобы подключить эту цепь к вашему автомобилю, вы просто подключаете положительную выходную мощность от переключателя, который управляет вашим устройством (например, внедорожные фары), на более длинную + сторону (анод) светодиода, а затем заземляете резистор на другой конец. Таким образом, мощность течет от переключателя, когда он включен, через светодиод, через резистор и на землю.

Расчет необходимого резистора

Расчет, используемый для определения номинала последовательного резистора, который нам нужен, чтобы знать прямое напряжение и ток диода, а также его соединения. Эту информацию можно получить на упаковке, если вы приобрели светодиод.

В этом примере это 2 В и 20 мА (0,02 А).

Катодный вывод — ближайший к «плоской» поверхности корпуса.

Поскольку напряжение на диоде (светодиоде) составляет 2 вольта, а напряжение аккумулятора составляет 12 вольт, то напряжение на резисторе составляет 12-2 = 10 вольт.

Диод включен последовательно с резистором, поэтому ток через них одинаков, 0,02 ампера.

Теперь мы знаем напряжение на резисторе и ток через резистор.

Теперь по закону Ома мы можем рассчитать номинал резистора.
Сопротивление = Вольт, деленное на Ампер = В / I = 10 / 0,02 = 500 Ом.

Поскольку это нестандартное значение, мы можем использовать резистор 470 или 560 Ом, поскольку это приложение не критично для значений.

Для 4-вольтового (синего или белого светодиода) формула будет выглядеть так:

Сопротивление = Вольт, разделенное на Ампер = В / I = 8/0.02 = 400 Ом.

Для этого можно использовать обычный резистор на 390 или 470 Ом.

Понимание того, как работать со светодиодами 3 и 5 мм

Как сделать своими руками одиночные светодиодные источники света или кластер или массив для специального проекта. Это простое руководство о том, как создавать собственные светодиодные продукты, подобные тем, которые показаны ниже. Если это не то, что вы ищете, пожалуйста, СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ ДЛЯ ПОМОЩИ .

Возможно, вы видели на нашем веб-сайте одиночные светодиодные источники света или несколько светодиодных кластеров, и упаковка (корпус в виде чашки, втулки или пули) просто не подходит для ваших целей.У вас есть немного технических знаний или друг, который может вам помочь, и вы хотите создать свой собственный продукт, адаптированный к вашим конкретным потребностям.

Вот информация, которая вам понадобится для этого. Вам понадобится:

1. Технические данные конкретного светодиода, который вы будете использовать. Вот ссылка на образец таблицы данных. После того, как вы выбрали конкретный светодиод, который хотите использовать, убедитесь, что у вас есть его конкретная таблица данных, когда вы начнете работать.

2. Наш калькулятор сопротивления.Как только вы определите, какой резистор использовать, вы обнаружите, что их легко найти в вашем местном магазине электроники. У нас нет резисторов в наличии, так как их слишком много, чтобы сделать это практичным.

3. Информация ниже. Вот ссылка на файл .pdf, который легко распечатать.

---

Характеристики большинства светодиодов указаны при токе 20 мА. Если вам нужна действительно хорошая надежность, и вы не уверены, что теплопроводность вашего монтажа ниже среднего, тепловыделение там, где вы их устанавливаете, колебания напряжения / тока и т. Д.тогда рассчитайте на 15 миллиампер.

Теперь о том, как заставить ток 15 миллиампер через светодиод:

• Шаг 1. Сначала вам нужно узнать падение напряжения на светодиодах. Достаточно безопасно принять 1,7 В для красного цвета невысокой яркости, 1,9 В для красного цвета высокой яркости, высокой эффективности и низкого тока, 2 В для оранжевого и желтого и 2,1 В для зеленого. Предположим, 3,4 В для ярко-белого, ярко-желтовато-зеленого и большинства синих типов. Предположим, 4,6 В для ярко-синих типов 430 нм, таких как Everbright и Radio Shack.Конструкция на 12 миллиампер для типов 3,4 вольта и 10 миллиампер для 430 нм синего цвета.

  Вы можете сконструировать более высокий ток, если вы любите приключения или знаете, что у вас будет хороший недостаток тепловыделения. В таком случае рассчитайте на 25 мА для типов с напряжением около 2 В, 18 мА для типов 3,4 В и 15 мА для 430 NM синий

• Шаг 2: Удовлетворение или превышение максимального номинального тока светодиода только при благоприятных условиях отсутствия тепловыделения. Некоторые номинальные значения тока светодиодов предполагают наличие действительно благоприятных условий тестирования, таких как окружение воздухом, температура которого не превышает 25 градусов Цельсия, и некоторой приличной теплопроводности от места установки проводов.Эксплуатация светодиода в указанных лабораторных условиях при максимальном номинальном токе приведет к потере половины его светоотдачи по истечении расчетного срока службы (от 20 000 до 100 000 часов) — оптимистично! Вы можете использовать несколько более высокие токи, если вы отводите тепло на проводах и / или можете выдержать гораздо меньший ожидаемый срок службы.
• Шаг 3. Затем узнайте напряжение питания. Для надежной и стабильной работы светодиода оно должно быть намного выше напряжения светодиода. Используйте минимум 3 В для типов с более низким напряжением, 4,5 В для 3.Типы 4 вольт и 6 вольт для синего цвета 430 NM.

  Напряжение в большинстве автомобилей составляет 14 вольт, пока генератор успешно заряжает аккумулятор. Хорошо заряженный свинцово-кислотный аккумулятор на 12 В составляет 12,6 В при малой нагрузке, разряжающей его. Многие источники питания постоянного тока с «стенной бородавкой» обеспечивают гораздо более высокое напряжение, чем указано, при небольшой нагрузке, поэтому вам необходимо измерить их при небольшой нагрузке, которая потребляет, возможно, 10-20 мА.

• Шаг 4: Следующий шаг — вычесть напряжение светодиода из напряжения питания.Это дает вам напряжение, которое должно падать на понижающем резисторе. Пример: светодиод 3,4 В при напряжении питания 6 В. Их вычитание дает 2,6 вольта, которые падают на понижающий резистор.
• Шаг 5: Следующим шагом является разделение падающего напряжения на ток светодиода, чтобы получить значение падающего резистора. Если разделить вольт на амперы, вы получите значение резистора в омах. Если разделить вольты на миллиамперы, вы получите номинал резистора в килоомах или к.

---

Пример: питание 6 В, 3.Светодиод на 4 вольта, 12 миллиампер. Разделите 2,6 на 0,012. Это дает 217 Ом. Ближайшее значение стандартного резистора составляет 220 Ом.

>> Если вы хотите управлять светодиодом 3,4 В от источника питания 6 В при «типичном» токе светодиода 20 мА, то 2,6, деленное на 0,02, дает сопротивление резистора 130 Ом. Следующее по величине стандартное значение — 150 Ом.

>> Если вы хотите использовать типичный светодиод на 3,4 В от источника 6 В при максимальном номинальном токе 30 мА, разделите 2.6 ноты на musicaneo Это указывает на 87 Ом. Следующее по величине стандартное сопротивление резистора составляет 100 Ом. Имейте в виду, что я считаю значение 30 мА для светодиодов 3,4–3,5 В оптимистичным.

Еще нужно проверить мощность резистора. Умножьте падение напряжения на ток светодиода, чтобы получить мощность, рассеиваемую резистором.

Пример: 2,6 В, умноженное на 0,03 А (30 мА), составляет 0,078 Вт.

Для хорошей надежности я рекомендую не превышать 60 процентов номинальной мощности резистора.Резистор на 1/4 Вт может легко справиться с 0,078 Вт. Если вам нужен более мощный резистор, широко доступны резисторы на 1/2 Вт в популярных номиналах.

Вы можете подключить светодиоды последовательно, используя только один резистор для всей последовательной цепочки. Сложите напряжения всех светодиодов в последовательной цепочке. Это не должно превышать 80 процентов напряжения питания, если вам нужна хорошая стабильность и предсказуемое потребление тока. Падение напряжения будет равняться напряжению питания за вычетом общего напряжения светодиодов в последовательной цепочке.

Не ставьте светодиоды параллельно друг другу. Хотя это обычно работает, это ненадежно. По мере нагрева светодиоды становятся более проводящими, что может привести к нестабильному распределению тока через подключенные параллельно светодиоды. Для параллельно включенных светодиодов требуются отдельные резисторы сброса напряжения. Последовательные струны можно подключать параллельно, если каждая струна имеет свой собственный резистор сброса напряжения.

Авторские права: Don Klipstein, Jr. 01/01/00 — Г-н Клипштейн не является сотрудником компании The LED Light
Заявление об ограничении ответственности: Информация, представленная в данном документе, представляет собой основы для ознакомления с рабочими свойствами и пользовательскими характеристиками светодиодов.Мы не подразумеваем, что информация является точной или применимой ко всем аспектам использования светодиодов. Каждое приложение должно быть выполнено отдельно и с полным пониманием того, что за ущерб и травмы несет исключительную ответственность «застройщик». Мы не даем технических советов. Вам необходимо определить конкретные продукты, которые вам понадобятся для вашего конкретного применения.

Вернуться в блог

Написано Эли в понедельник, 6 августа 2018 г.

 Этот пост был первоначально написан 8 ноября 2012 года. 

Запуск светодиода RGB на 12 В постоянного тока аналогичен запуску любого другого светодиода, за исключением того, что вам нужно 3 токоограничивающих резистора вместо 1.

Несмотря на то, что у светодиода RGB есть 4 вывода, это все еще «простой» вопрос использования закона Ома и некоторой информации из таблицы данных светодиода для расчета правильного значения и размера для токоограничивающих резисторов. Это может показаться не таким простым, если вы новичок в электронике или имеете ограниченный опыт работы со светодиодами, но не волнуйтесь — требуемые математические вычисления могут быть выполнены вашим сыном или дочерью 5 ^{-го класса} .

В этом примере я буду использовать сверхяркий светодиод RGB Vetco VUPN6563 (общий катод). — Поставляется в упаковке из 3-х светодиодов по очень доступной цене . Следующие шаги будут работать для светодиодов с общим катодом или общим анодом.

Зачем нужен резистор:

Светодиод потребляет больше тока по мере увеличения напряжения, используемого для его работы.

Ток вызывает нагрев светодиода; высокий ток приводит к слишком большому нагреву. Если вы потребляете больше тока, чем максимальный указанный в таблице данных «прямой ток», светодиод самоуничтожится при менее впечатляющей вспышке света с большим количеством дыма, чем вы хотите вдохнуть.Токоограничивающий резистор подходящего размера будет рассеивать дополнительный ток (в виде тепла), который обычно протекает через светодиод, когда его напряжение превышает номинальное прямое напряжение.

Когда дело доходит до ограничения тока, рекомендуется предусмотреть запас прочности. Работа светодиода на максимальном заданном прямом токе может привести к сокращению срока службы и снижению светоотдачи с течением времени. Уменьшение тока до уровня чуть ниже максимального прямого тока дает светодиоду немного меньшую светоотдачу, но гораздо более длительный срок службы.

Как рассчитать номинал и размер резистора:

Есть 2 шага для выбора правильного резистора:

1) Рассчитайте номинал резистора (в омах)

2) Рассчитайте мощность, рассеиваемую резистором (в ваттах)

Шаг 1: Расчет номинала резистора (Ом)

Чтобы рассчитать номинал резистора (в омах) и размер (в ваттах), нам необходимо знать следующее:

1. Прямой ток светодиода (мА)
2. Прямое напряжение светодиода (вольт)
3. Рабочее напряжение (В)

В техническом описании светодиода с общим катодом RGB указано, что прямое напряжение равно 2.0 вольт для красного сегмента, 3,0 вольт для зеленого сегмента и 3,0 вольт для синего сегмента. Прямой ток указан как 20 мА для всех 3 сегментов.

Обратите внимание, что перечислены 3 отдельных значения напряжения. Значит ли это, что нам нужно 3 отдельных резистора? Да — интересные вещи произойдут, если на катоде используется только один резистор, например, зеленый и синий будут иметь немного меньшую светоотдачу, а красный будет казаться ярче, чем если бы мы использовали 3 отдельных резистора. Если вы решите использовать только 1 резистор, выберите его для наименьшего значения напряжения и тока, но обязательно увеличьте размер резистора, чтобы он мог рассеивать достаточно тепла для всех 3 элементов (умножьте рассеиваемую мощность на 3).

В этом примере мы собираемся вычислить номинал резистора, необходимого для сегмента красного светодиода.

Вот данные, которые у нас есть сейчас:

1. Прямой ток светодиода (если) (мА) = 20 мА (0,020 А)
2. Светодиодное прямое напряжение (Vf) (Вольт) = 2,0 В
3. Рабочее напряжение (Vs) (Вольт) = 12 Вольт

Это формула закона Ома, которую мы будем использовать для расчета номинала резистора:

Номинал резистора (Ом) = (Рабочее напряжение — Прямое напряжение светодиода) / Прямой ток светодиода
Номинал резистора (Ом) = (12-2.0) / 0,020

Номинал резистора нам нужен — 500 Ом. Поскольку резисторы на 500 Ом обычно не доступны, мы выберем следующее ближайшее значение: 560 Ом. Всегда выбирайте большее из двух значений близкого резистора. Это поможет гарантировать, что светодиодный индикатор будет оставаться ниже номинального значения If (максимального прямого тока).

Шаг 2: Расчет номинала резистора (Вт)

Теперь нам нужно выяснить, какой размер резистора использовать (1/8 Вт, 1/4 Вт, 1 Вт и т. Д.). Это тоже очень простая математика с использованием закона Ома:

.

• Рассеиваемая мощность резистора (Вт) = напряжение (в квадрате) / номинал резистора

Мы знаем из шага 1, что напряжение составляет 10 Вольт (12 Вольт — 2.2/560 = 0,178

Резистор будет рассеивать 0,178 Вт или 178 мВт. Резистор на 1/4 Вт (250 мВт) справится с этим безопасно. Мы должны выбрать резистор 1/4 Вт, 560 Ом, номер детали Vetco NTE-QW156 — хороший выбор.

Затем мы выполняем те же вычисления в шагах 1 и 2 для зеленого и синего сегментов (Vf = 3,0, If = 20 мА). Значение резистора для зеленого и синего цветов: 470 Ом. Номер детали Vetco NTE-QW147 — резистор 470 Ом, 1/4 Вт.

В собранном виде наша схема светодиода RGB выглядит как на схеме ниже.Если вы подключите к источнику питания все 3 анода одновременно, светодиод будет светиться белым.

[Принципиальная схема светодиодов RGB + резисторы]

Альтернативы использованию токоограничивающих резисторов: Резисторы

— простой способ ограничить ток, но они неэффективны. Избыточная мощность тратится впустую в виде тепла. Лучшей альтернативой токоограничивающим резисторам является использование широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для отправки на светодиод импульсов напряжения, рассчитанных по времени и определенной длительности.PWM позволит вам управлять яркостью отдельных светодиодных сегментов, создавая великолепный массив различных цветовых комбинаций.