LED'ler 3 W özellikleri. İyi ve kötü LED devreleri

Teknolojilerin küresel gelişimi nedeniyle, LED'ler elektronikte yaygın olarak kullanılmaktadır. Kompaktlığı ve parlak parlaklığı ayırt edilebilen birçok özelliğe sahiptirler. Ana parametreleri olan anma akımına ek olarak, LED'lerin çalışma voltajını bilmeniz gerekir. Bu parametre genellikle hesaplamalar için kullanılır. Cihazın parametrelerini doğru seçerseniz servis ömrünü uzatabilirsiniz. LED'in voltajı, cihazın pasaport verilerinde belirtilen p-n-bağlantısındaki potansiyel farktır. Belirli bir ürün hakkında hiçbir bilginin olmadığı zamanlar vardır, o zaman şu soru ortaya çıkar: "LED üzerindeki voltaj düşüşü nasıl belirlenir?"

akımın belirlenmesi

Bunu başarmak için birkaç yöntem vardır. Bunların en basitini ele alalım. LED akım derecesini belirlemek için multimetre adı verilen bir test cihazına ihtiyacınız vardır. Bu yöntem aynı zamanda geleneksel diyotlar için de geçerlidir.

Test şu şekilde gerçekleştirilir:

• Multimetre probları, pozitif uçla anoda ve negatif uçla katoda bağlanır.
• LED'in anot ucu, katot ucundan daha uzun yapılır.
• Besleme voltajı düşük olan LED'leri arayabilirsiniz. Çok fazla güçleri varsa, bu yöntem kullanılamaz.

Cihaz performansını ölçmek için kanıtlanmış bir yöntem kullanmak daha iyidir. Bunun için ihtiyacınız olacak:

• 12 V için tasarlanmış güç kaynağı ünitesi;
• çoklu ampermetre;
• sabit dirençler - 2,2 ve 1 kOhm ve ayrıca 560 Ohm;
• değişken direnç - 470-680 Ohm;
• voltmetre, tercihen dijital;
• devreyi değiştirmek için teller.

Önceki durumda olduğu gibi, diyotun polaritesini bilmeniz gerekir. Sonuçlarından "+" ve "-" nin nerede olduğu net değilse, terminallerden birine 2,2 kOhm'luk bir direnç bağlamanız gerekecektir. Bundan sonra, LED'i güç kaynağına bağlamanız gerekir. Yandığında, gücü kapatmanız ve istenen çıkışı "+" olarak işaretlemeniz gerekir.

Şimdi 2.2k direncini 560 ohm ile değiştirmeniz gerekiyor. Bu devreye seri olarak değişken bir direnç ve ayrıca ölçüm için bir miliammetre bağlanmıştır. LED'e paralel olarak 0,1 V çözünürlüğe sahip bir voltmetre bağlanır. Bundan sonra, değişken direncin maksimum direncini ayarlamak gerekir.

Polariteyi gözlemleyerek monte edilmiş devreyi güç kaynağına bağlayabilirsiniz. Açtıktan sonra, LED'de hafif bir parlama olacaktır. Direnç kademeli olarak azaltılır ve voltmetre izlenir. Belli bir süre voltaj 0,5 V'a yükselecek, akım da yükselecek ve bu da LED'in parlaklığındaki artışı etkiler. Okumanın her 0,1 V'de bir kaydedilmesi gerekir. Optimum çalışma akımı, voltaj akımdan daha yavaş yükseldiğinde ve parlaklık artışı durduğunda elde edilir.

Voltaj düşüşünü nasıl bilebilirim?

LED'in kaç volt olduğunu belirlemek için teorik ve pratik yöntemlerden yararlanabilirsiniz. Her ikisi de iyidir ve test edilen cihazın durumuna ve karmaşıklığına bağlı olarak uygulanır.

teorik yöntem

Bir LED'in özelliklerini bu şekilde analiz etmek için, cihazın boyutları, gövdesinin rengi ve şekli ile büyük bir ipucu verilir. Çeşitli safsızlıklar kimyasal elementler kristallerin kırmızıdan sarıya parlamasına neden olur. Tabii ki, kasanın rengi görünüyorsa, LED'in bazı parametrelerini görünümüne göre belirleyebilirsiniz. Ancak şeffaflığı ile bir multimetre kullanmanız gerekecek. Test cihazını bir "kırılmaya" ayarladık ve problarla LED'in uçlarına dokunduk. LED'den geçen akım, kristalin hafifçe parlamasına neden olur.

Bu ürünler çeşitli yarı iletken metalleri içerir. Bu faktör ayrıca p-n-bağlantısı boyunca voltaj düşüşünü de etkiler. Bu tür özellikleri belirtmek için, LED'lerin markalarına ve üreticilerine bakılmaksızın farklı renklerde boyanırlar. Ancak, yalnızca rengine bağlı olarak LED'in kaç volt olduğunu tam olarak ne söyleyeceğinizi bilmeye değer, yanlış olacaktır. Bu aletlerin renkleri, ölçümler için yaklaşık değerler sağlar. Renge göre yaklaşık parametreler tabloda verilmiştir.

LED'in direkt voltajı kasanın boyutlarından veya varyasyonlarından etkilenmez, ancak ışık yayan ve seri olarak bağlanan kristallerin sayısı görülebilir. Fosforun bir kristal zincirini gizlediği SMD elemanları türleri vardır.

Bir SMD LED durumunda, seri olarak üç beyaz kristal bağlanır. Çoğu zaman Çin'de üretilen 220 V lambalarda kullanılırlar. Bu tür LED'lerin yalnızca 9,6 volttan yanıt vermeye başlaması nedeniyle, pili 9,5 V için tasarlandığından bunları bir multimetre ile test etmek mümkün olmayacaktır.

Teorik olarak, interneti indirerek kullanabilirsiniz. özel program arama motorunda LED'in bilinen parametrelerini, rengini giren veri sayfası. Bu, voltaj düşüşlerinin ve akımların doğru olmayabileceği yaklaşık özellikleri bulmanızı sağlar.

pratik yöntem

Pratik testler, en doğru amperaj ve voltaj düşüşünü sağlar. Bu şekilde hesaplanan cihazın özelliği, amacına uygun güvenli ve uzun süreli kullanımına olanak sağlar. Bilinmeyen parametreleri elde etmek için bir voltmetreye, bir multimetreye, 12 V güç kaynağına, 510 ohm'luk bir dirence ihtiyacınız olacak.

Ölçüm prensibi, bir LED'i nominal akım için test etmek için yukarıda açıklananla aynıdır. Dirençli ve voltmetreli bir devre kurmak ve ardından kristal parlamaya başlayana kadar voltajı kademeli olarak artırmak gerekir. Parlaklık en yüksek noktasına ulaştığında, okumalar büyümeyi yavaşlatır. LED'in nominal voltajını ekrandan okuyabilirsiniz.

1,9 voltta parlama olmayabilir. Bu durumda, kızılötesi diyot genellikle kontrol edilir. Bunu açıklığa kavuşturmak için yayıcıyı bir telefon kamerasına aktarmak gerekir. Ekranda beyaz bir nokta görünüyorsa, bu bir kızılötesi diyottur.

Sabit bir 12 V güç kaynağı kullanmak mümkün değilse, Krona 9 voltluk bir pil kullanabilirsiniz. Yukarıdaki güç kaynaklarının yokluğunda, gerekli doğrultulmuş voltajı üretebilen bir şebeke voltaj regülatörü mükemmeldir, sadece devrede kullanılan direncin direnç değerini yeniden hesaplamanız gerekir. Bu durumda, LED yanana kadar voltajı da artırmanız gerekir. Işımanın meydana geleceği voltaj, tasarlandığı nominal voltaj olacaktır.

LED'in özellikleri bilinmiyorsa, hızlı arızayı önlemek için anma akımını ve voltaj düşüşünü hesaplamak zorunludur.

Bir LED için 1 numaralı elektrik parametresinin nominal akım olmasına rağmen, genellikle hesaplamalar için terminallerindeki voltajın bilinmesi gerekir. "LED voltajı" terimi, açık durumda p-n-bağlantısı boyunca potansiyel fark olarak anlaşılır. Bu bir referans parametresidir ve diğer özelliklerle birlikte yarı iletken cihaz pasaportunda belirtilmiştir. 3, 9 veya 12 volt ... Çoğu zaman, hiçbir şey bilinmeyen kopyaların eline geçeriz. Peki bir LED'deki voltaj düşüşünü nasıl biliyorsunuz?

teorik yöntem

Bu durumda harika bir ipucu, parıltının rengidir. dış biçim ve yarı iletken cihazın boyutları. LED'in gövdesi şeffaf bir bileşikten yapılmışsa, rengi multimetrenin çözülmesine yardımcı olacağı bir gizem olarak kalır. Bunu yapmak için, dijital test cihazının anahtarı "açık devre testi" konumuna getirilir ve problar dönüşümlü olarak LED uçlarına dokunur. İleri sapmada iyi bir eleman, kristalde hafif bir parıltıya sahip olacaktır. Böylece, sadece ışımanın rengi hakkında değil, aynı zamanda yarı iletken cihazın performansı hakkında da bir sonuç çıkarmak mümkündür. Yayan diyotları test etmenin başka yolları da vardır, bunlar ayrıntılı olarak açıklanmıştır.

Farklı renklerde ışık yayan diyotlar farklı yarı iletken malzemelerden yapılmıştır. LED'lerin besleme voltajını, daha doğrusu pn bağlantısı boyunca voltaj düşüşünü büyük ölçüde belirleyen yarı iletkenin kimyasal bileşimidir. Kristal üretiminde onlarca kimyasal bileşik kullanıldığı için aynı renkteki tüm LED'ler için kesin bir voltaj yoktur. Bununla birlikte, bir elektronik devrenin elemanlarının ön hesaplamaları için genellikle yeterli olan belirli bir değer aralığı vardır. Bir yandan kasanın boyutu ve görünümü LED'in ileri voltajını etkilemiyor. Ama diğer tarafta. lens aracılığıyla, seri olarak bağlanabilen yayan kristallerin sayısını görebilirsiniz. SMD LED'lerdeki fosfor tabakası, bütün bir kristal zincirini gizleyebilir. Çarpıcı bir örnekşirketten minyatür bir multichip LED'dir, voltaj düşüşü genellikle 3 volt'u önemli ölçüde aşar.

Son yıllarda, seri bağlı 3 kristalin olduğu durumda beyaz SMD LED'ler ortaya çıktı. Genellikle Çince'de bulunurlar Led lambalar 220 voltta. Doğal olarak böyle bir lambadaki LED kristallerinin bir multimetre ile düzgün çalıştığından emin olmak mümkün olmayacaktır. Test cihazının standart pili 9 V verir ve üç kristal beyaz ışık yayan diyotun minimum tepki voltajı 9,6 V'tur. Ayrıca 6 volt tepki eşiğine sahip iki kristal versiyonları vardır.

LED'in tüm teknik özelliklerini İnternet'ten öğrenebilirsiniz. Bunu yapmak için, görünüşe benzer bir model için bir veri sayfası indirmeniz, aynı parıltı rengine sahip olduğunuzdan emin olmanız, pasaport boyutlarını gerçek boyutlarla kontrol etmeniz ve akım ve voltaj düşüşünün nominal değerlerini yazmanız gerekir. Aynı durumda 20 mA ve 150 mA için 0,5 volta kadar voltaj yayılmasına sahip LED'ler yapılabileceğinden, bu tekniğin çok yaklaşık olduğu unutulmamalıdır.

pratik yöntem

Bir LED üzerindeki ileri voltaj düşüşüne ilişkin en doğru veriler, pratik ölçümlerle elde edilebilir. Bunu yapmak için ayarlanabilir bir güç kaynağına (PSU) ihtiyacınız var. doğru akım 0 ila 12 volt arasında bir voltaj, bir voltmetre veya multimetre ve 510 ohm direnç ile (daha fazlası mümkündür). Test için laboratuvar diyagramı şekilde gösterilmiştir.
Burada her şey basit: direnç akımı sınırlar ve voltmetre LED'in ileri voltajını izler. Güç kaynağından gelen voltajı sorunsuz bir şekilde artırarak, voltmetredeki okumalardaki artışı gözlemleyin. Eşiğe ulaşıldığında, LED ışık yaymaya başlayacaktır. Bir noktada parlaklık nominal değere ulaşacak ve voltmetre okumaları keskin bir şekilde artmayı bırakacaktır. Bu, p-n-bağlantısının açık olduğu ve PSU çıkışından gelen voltajda daha fazla bir artışın yalnızca dirence uygulanacağı anlamına gelir.

Ekrandaki mevcut okuma, LED nominal ileri voltajı olacaktır. Devreye giden güç kaynağını artırmaya devam edersek, yalnızca yarı iletkenden geçen akım artacak ve bunun üzerindeki potansiyel fark 0,1-0,2 volttan fazla değişmeyecektir. Akımın aşırı fazlalığı, kristalin aşırı ısınmasına ve p-n-bağlantısının elektriksel bozulmasına yol açacaktır.

LED üzerindeki çalışma voltajı yaklaşık 1,9 volt ise ancak parlama yoksa, kızılötesi diyot muhtemelen test ediliyordur. Bunu doğrulamak için, radyasyon ışınını açık kameralı telefona yönlendirmeniz gerekir. Ekranda beyaz bir nokta görünmelidir.

Regüle edilmiş bir güç kaynağının olmadığı durumlarda 9 V "taç" kullanabilirsiniz.Ayrıca ölçülerde kullanabilirsiniz. ağ adaptörü doğrultulmuş bir stabilize voltaj üreten 3 veya 9 volt için ve direncin direncinin değerini yeniden hesaplayın.

aynısını oku

Önceki makalelerde, LED'lerin bağlanmasıyla ilgili çeşitli sorunlar açıklanmıştır. Ancak her şeyi tek bir makalede yazamazsınız, bu nedenle bu konuya devam etmeniz gerekecek. Burada hakkında konuşacağız Farklı yollar LED'leri açın.

Bahsedilen makalelerde belirtildiği gibi, yani. içinden geçen akım bir dirençle sınırlandırılmalıdır. Bu direncin nasıl hesaplanacağı daha önce açıklanmıştır, burada tekrar etmeyeceğiz, ancak her ihtimale karşı formülü tekrar vereceğiz.

Resim 1.

İşte Upit. - besleme gerilimi, Upp. LED üzerindeki voltaj düşüşü, R sınırlayıcı direncin direnci, I LED üzerinden geçen akımdır.

Bununla birlikte, tüm teoriye rağmen, Çin endüstrisi, LED'in sınırlayıcı bir direnç olmadan açıldığı her türlü hediyelik eşya, anahtarlık, çakmak üretiyor: sadece iki veya üç disk pil ve bir LED. Bu durumda, akım, gücü LED'i yakmak için yeterli olmayan pilin iç direnci ile sınırlıdır.

Ancak burada, yanmaya ek olarak, başka bir hoş olmayan özellik daha var - beyaz ve mavi LED'lerde en doğal olan LED'lerin bozulması: bir süre sonra, LED'den geçen akım oldukça yeterli olmasına rağmen, parlaklık parlaklığı çok önemsiz hale geliyor. , nominal düzeyde.

Bu, hiç parlamadığı anlamına gelmez, parıltı zar zor fark edilir, ancak bu artık bir el feneri değildir. Nominal akımda, bozulma bir yıllık sürekli parıltıdan daha erken olmazsa, o zaman fazla tahmin edilen bir akımda, bu fenomen yarım saat içinde beklenebilir. Bu LED dahil edilmesi kötü olarak adlandırılmalıdır.

Böyle bir şema, yalnızca bir direnç, lehim ve işçilik maliyetlerinden tasarruf etme arzusuyla açıklanabilir; bu, görünüşte büyük bir üretim ölçeğiyle haklı çıkar. Ek olarak, bir çakmak veya anahtarlık tek kullanımlık bir şeydir, bir kuruş: gaz bitti veya pil bitti - hatıra basitçe atıldı.

Şekil 2. Şema kötü, ancak oldukça sık kullanılıyor.

Bu şemaya göre, bir LED'i 12V çıkış voltajı ve en az 3A akımı olan bir güç kaynağına bağlarsanız (elbette kazara) çok ilginç şeyler elde edilir: göz kamaştırıcı bir flaş meydana gelir, yeterince yüksek bir pop , duman duyulur ve boğucu bir koku kalır. Bu durumda akla şu benzetme gelir: “Güneş'e teleskopla bakmak mümkün müdür? Evet, ama sadece iki kez. Bir kere sol gözle, diğeri sağ gözle." Bu arada, bir LED'i sınırlayıcı direnç olmadan bağlamak yeni başlayanlar için en yaygın hatadır ve bu konuda uyarmak istiyorum.

Bu durumu düzeltmek, LED'in ömrünü uzatmak için devre biraz değiştirilmelidir.

Figür 3. güzel devre, doğru.

İyi veya doğru olarak kabul edilmesi gereken bu şemadır. R1 direncinin değerinin doğru gösterilip gösterilmediğini kontrol etmek için Şekil 1'deki formülü kullanabilirsiniz. Kullanıma bağlı olarak LED üzerindeki voltaj düşüşünün 2V, akımın 20mA ve besleme voltajının 3V olduğunu varsayalım. iki adet AA pil.

Genel olarak, akımı izin verilen maksimum 20mA'da sınırlamaya çalışmanıza gerek yoktur, LED'i daha düşük bir akımla, en az 15 ... 18 miliamperle çalıştırabilirsiniz. Bu durumda, cihazın özelliklerinden dolayı insan gözünün hiç fark etmeyeceği parlaklıkta çok hafif bir azalma meydana gelecektir, ancak LED'in kullanım ömrü önemli ölçüde artacaktır.

LED'lerin zayıf aydınlatmasının bir başka örneği, zaten anahtarlıklardan ve çakmaklardan daha güçlü olan çeşitli el fenerlerinde bulunabilir. Bu durumda, bazen oldukça büyük olan bir dizi LED, paralel olarak ve ayrıca yine pilin iç direnci olan sınırlayıcı bir direnç olmadan bağlanır. Bu tür el fenerleri genellikle LED'ler yandığı için tam olarak onarılır.

Şekil 4. Çok kötü bağlantı şeması.

Şekil 5'te gösterilen devre durumu düzeltebilir gibi görünüyor.Sadece bir direnç ve işler düzeliyor gibiydi.

Şekil 5. Bu biraz daha iyi.

Ancak böyle bir katılım bile pek yardımcı olmaz. Gerçek şu ki, doğada iki özdeş yarı iletken cihaz bulmak mümkün değildir. Bu nedenle, örneğin aynı tip transistörler, aynı üretim partisinden olsalar bile farklı kazançlara sahiptir. Tristörler ve triyaklar da farklıdır. Bazıları kolayca açılırken, diğerleri o kadar zor ki terk edilmeleri gerekiyor. Aynısı LED'ler için de söylenebilir - ikisi kesinlikle aynıdır, özellikle üç veya bütün bir yığın, bulmak imkansızdır.

Konuyla ilgili not. LED montajı SMD-5050 için Veri Sayfasında (bir pakette üç bağımsız LED), Şekil 5'te gösterilenlerin dahil edilmesi önerilmez. Bireysel LED'lerin parametrelerinin dağılımı nedeniyle, parlaklıklarında gözle görülür bir fark olabileceğini söylüyorlar. Ve öyle görünüyor ki, bir binada!

LED'lerin elbette herhangi bir kazancı yok, ancak böyle bir şey var. önemli parametre ileri voltaj düşüşü olarak. Ve LED'ler aynı teknolojik partiden, aynı paketten alınsa bile, içinde iki özdeş olmayacaktır. Bu nedenle, tüm LED'lerin akımı farklı olacaktır. En güncel olan ve er ya da geç nominal değeri aşan LED, herkesten önce yanacaktır.

Bu talihsiz olayla bağlantılı olarak, olası tüm akım, doğal olarak nominal olanı aşan, hayatta kalan iki LED'den geçecektir. Sonuçta, direnç üç LED için "üç için" hesaplandı. Artan akım ayrıca LED kristallerinin ısınmasının artmasına neden olur ve "daha zayıf" olduğu ortaya çıkan da yanar. Son LED'in de yoldaşlarının örneğini takip etmekten başka seçeneği yok. Böyle bir zincirleme reaksiyon elde edilir.

Bu durumda, "yanar" kelimesi basitçe açık devre anlamına gelir. Ancak, LED'lerden birinde, diğer iki LED'i kapatarak temel bir kısa devre ortaya çıkabilir. Doğal olarak, hayatta kalacak olsalar da kesinlikle dışarı çıkacaklar. Böyle bir arıza ile direnç yoğun bir şekilde ısınacak ve sonunda belki de yanacaktır.

Bunun olmasını önlemek için devre biraz değiştirilmelidir: her LED için Şekil 6'da gösterilen kendi direncini takın.

Şekil 6. Ve bu şekilde LED'ler çok uzun süre dayanacaktır.

Burada her şey gerektiği gibi, her şey devre kurallarına göre: Her bir LED'in akımı kendi direnci ile sınırlandırılacaktır. Böyle bir şemada, LED'lerden geçen akımlar birbirinden bağımsızdır.

Ancak bu dahil etme bile, dirençlerin sayısı LED'lerin sayısına eşit olduğu için fazla zevk vermez. Ve daha fazla LED ve daha az direnç görmek istiyorum. Nasıl olunur?

Bu durumdan çıkış yolu oldukça basittir. Her LED, Şekil 7'de gösterildiği gibi seri bağlı bir dizi LED ile değiştirilmelidir.

Şekil 7. Çelenklerin paralel bağlantısı.

Bu iyileştirme için ödenecek bedel, besleme geriliminde bir artış olacaktır. Bir LED için sadece üç volt yeterliyse, seri bağlı iki LED bile böyle bir voltajdan tutuşamaz. Peki LED dizisini açmak için hangi voltaj gereklidir? Veya başka bir deyişle, örneğin 12V'luk bir gerilime sahip bir güç kaynağına kaç tane LED bağlayabilirsiniz?

Yorum. Bundan böyle, "çelenk" adı sadece bir Noel ağacı dekorasyonu olarak değil, aynı zamanda LED'lerin seri veya paralel olarak bağlandığı herhangi bir LED aydınlatma armatürü olarak anlaşılmalıdır. Ana şey, birden fazla LED olmasıdır. Garland, Afrika'da bir çelenk!

Bu sorunun cevabını almak için, besleme gerilimini LED üzerindeki gerilim düşüşüne bölmek yeterlidir. Çoğu durumda hesaplama yapılırken bu voltaj 2V olarak alınır. Sonra 12/2 = 6 çıkıyor. Ancak, voltajın bir kısmının sönümleme direnci için en az 2 volt kalması gerektiğini unutmayın.

LED'ler için sadece 10V kaldığı ve LED'lerin sayısının 10/2 = 5 olacağı ortaya çıktı. Bu durumda 20mA'lık bir akım elde etmek için sınırlayıcı direncin nominal değerinin 2V / 20mA = 100Ω olması gerekir. Direncin gücü P = U * I = 2V * 20mA = 40mW olacaktır.

Bu hesaplama, çelenkteki LED'lerin ileri voltajı belirtildiği gibi 2V ise oldukça geçerlidir. Hesaplamalarda genellikle ortalama olarak alınan bu değerdir. Ama aslında bu voltaj, LED'lerin tipine, ışımanın rengine bağlıdır. Bu nedenle, çelenkleri hesaplarken, LED'lerin türüne odaklanmalısınız. LED'ler için voltaj düşüşleri farklı şekillerŞekil 8'de gösterilen tabloda verilmiştir.

Şekil 8. Farklı renkteki LED'lerde voltaj düşüşü.

Böylece 12V'luk bir güç kaynağı ile akım sınırlayıcı direnç üzerindeki voltaj düşüşü çıkarılarak toplam 10 / 3.7 = 2.7027 beyaz LED bağlanabilir. Ancak LED'den bir parça kesemezsiniz, bu nedenle yalnızca iki LED bağlanabilir. Bu sonuç tablodan maksimum gerilim düşümü değeri alınırsa elde edilir.

3V'u hesaplamaya koyarsak, üç LED'in bağlanabileceği oldukça açıktır. Bu durumda, her seferinde sınırlayıcı direncin direncini özenle yeniden hesaplamanız gerekecektir. Gerçek LED'lerde 3,7V veya daha yüksek bir voltaj düşüşü ortaya çıkarsa, üç LED yanmayabilir. Bu yüzden ikide durmak daha iyidir.

LED'lerin ne renk olacağı temelde önemli değildir, sadece hesaplama yaparken LED ışığının rengine bağlı olarak farklı voltaj düşüşlerini hesaba katmanız gerekecektir. Ana şey, bir akım için tasarlanmış olmalarıdır. Bazıları 20mA ve diğer kısmı 10 miliamper olan bir dizi LED çelenk monte etmek imkansızdır.

20mA'lık bir akımda, anma akımı 10mA olan LED'lerin basitçe yanacağı açıktır. Akımı 10mA ile sınırlarsanız, 20mA LED'li bir anahtarda olduğu gibi yeterince parlak yanmayacaktır: gündüz değil, gece görebilirsiniz.

Radyo amatörleri hayatı kendileri için kolaylaştırmak için her türlü rutin hesaplamayı kolaylaştıran çeşitli hesap programları geliştirmektedir. Örneğin, endüktansları, filtreleri hesaplamak için programlar farklı şekiller, akım stabilizatörleri. LED çelenkleri hesaplamak için böyle bir program var. Böyle bir programın ekran görüntüsü Şekil 9'da gösterilmektedir.

Şekil 9. "Calculation_resistor_resistor__Ledz_" programının ekran görüntüsü.

Program sisteme kurulum yapmadan çalışıyor, indirip kullanmanız yeterli. Her şey o kadar basit ve anlaşılır ki, ekran görüntüsü için hiçbir açıklamaya gerek yok. Doğal olarak, tüm LED'ler aynı renkte ve aynı akımda olmalıdır.

Sınırlayıcı dirençler elbette iyidir. Ancak yalnızca bu garland'ın 12V'luk sabit bir voltajdan güç alacağı ve LED'lerden geçen akımın hesaplanan değeri geçmeyeceği bilindiğinde. Peki ya 12V kaynak yoksa?

Böyle bir durum, örneğin 24V yerleşik ağ voltajına sahip bir kamyonda ortaya çıkabilir. Bir akım dengeleyici, örneğin "SSC0018 - Ayarlanabilir akım dengeleyici 20..600mA", böyle bir kriz durumundan kurtulmaya yardımcı olacaktır. Görünümü Şekil 10'da gösterilmektedir. Böyle bir cihaz çevrimiçi mağazalardan satın alınabilir. Sorunun fiyatı 140 ... 300 ruble: hepsi satıcının hayal gücüne ve küstahlığına bağlı.

Şekil 10. SSC0018 Ayarlanabilir Akım Regülatörü

Özellikler stabilizatör Şekil 11'de gösterilmiştir.

Şekil 11. Akım dengeleyici SSC0018'in teknik özellikleri

SSC0018 akım dengeleyici orijinal olarak şu alanlarda kullanılmak üzere geliştirilmiştir: Led lambalar, ancak küçük pilleri şarj etmek için de kullanılabilir. SSC0018'in kullanımı kolaydır.

Akım stabilizatörünün çıkışındaki yük direnci sıfır olabilir, çıkış terminallerini basitçe kısa devre yapabilirsiniz. Sonuçta, stabilizatörler ve akım kaynakları kısa devrelerden korkmazlar. Bu durumda çıkış akımı nominal olacaktır. 20mA kurduysanız, bu böyle olacaktır.

Yukarıdan, bir DC milimetremetrenin akım dengeleyicinin çıkışına "doğrudan" bağlanabileceği sonucuna varabiliriz. Böyle bir bağlantı, en büyük ölçüm sınırından başlatılmalıdır, çünkü kimse orada hangi akımın düzenlendiğini bilmiyor. Ardından, trimmer direncini basitçe döndürerek gerekli akımı ayarlayın. Bu durumda elbette SSC0018 akım sabitleyiciyi güç kaynağına bağlamayı unutmayın. Şekil 12, paralel bağlı LED'lere güç sağlamak için SSC0018 kablo şemasını gösterir.

Şekil 12. Paralel bağlı LED'lerin güç kaynağı bağlantısı

Buradaki her şey şemadan açıktır. 20mA tüketim akımına sahip dört LED için, her biri için stabilizatörün çıkışında 80mA'lık bir akım ayarlanmalıdır. Aynı zamanda, SSC0018 stabilizatörünün girişinde, yukarıda bahsedildiği gibi, bir LED üzerindeki voltaj düşüşünden biraz daha yüksek bir voltaj gereklidir. Tabii ki, daha yüksek bir voltaj da uygundur, ancak bu sadece stabilizatör mikro devresinin ek ısınmasına yol açacaktır.

Yorum. Akımı bir direnç kullanarak sınırlamak için, güç kaynağı voltajının LED'lerdeki toplam voltajı biraz aşması gerekiyorsa, sadece iki volt, o zaman SSC0018 akım stabilizatörünün normal çalışması için bu fazlalık biraz daha yüksek olmalıdır. 3 ... 4B'den az değil, aksi takdirde dengeleyicinin düzenleyici elemanı açılmayacaktır.

Şekil 13, birkaç seri bağlı LED dizisi kullanıldığında SSC0018 regülatörünün bağlantısını gösterir.

Şekil 13. Papatya zincirine SSC0018 regülatörü aracılığıyla güç verilmesi

Şekil teknik belgelerden alınmıştır, bu nedenle çelenkteki LED sayısını ve güç kaynağından gereken sabit voltajı hesaplamaya çalışalım.

Şemada gösterilen akım, 350mA, çelenkin güçlü beyaz LED'lerden toplandığı sonucuna varmamızı sağlar, çünkü hemen yukarıda belirtildiği gibi, SSC0018 stabilizatörünün ana amacı aydınlatma kaynaklarıdır. Beyaz LED üzerindeki voltaj düşüşü 3 ... 3.7V aralığındadır. Hesaplama için maksimum 3,7V değerini alın.

SSC0018 regülatörünün maksimum giriş voltajı 50V'dur. Stabilizatörün çalışması için gerekli olan bu 5V değerinden çıkarıldığında, 45V kalır. Bu voltaj 45 / 3.7 = 12.1621621 ... LED'leri "yanabilir". Açıkçası, bu 12'ye yuvarlanmalıdır.

LED sayısı daha az olabilir. O zaman giriş voltajının düşürülmesi gerekecektir (çıkış akımı değişmeyecek ve 350mA ayarlandığı gibi kalacaktır), neden 3 LED, güçlü olanlar bile 50V ile beslenmelidir? Böyle bir alay, gözyaşlarıyla sonuçlanabilir, çünkü güçlü LED'ler hiçbir şekilde ucuz değildir. Üç güçlü LED'i bağlamak için hangi voltajın gerekli olduğunu, isteyenler ve her zaman bulunacaklar, kendileri için hesaplayabilirler.

SSC0018 ayarlanabilir akım sabitleyici cihaz oldukça iyidir. Ama bütün soru şu ki, her zaman gerekli mi? Ve cihazın fiyatı biraz kafa karıştırıcı. Bu durumdan çıkış yolu ne olabilir? Her şey çok basit. 78XX veya LM317 serisi gibi entegre voltaj regülatörlerinden mükemmel bir akım regülatörü elde edilir.

Voltaj dengeleyiciye dayalı böyle bir akım dengeleyici oluşturmak için sadece 2 parça gereklidir. Stabilizatörün kendisi ve direnci ve gücü, ekran görüntüsü Şekil 14'te gösterilen StabDesign programını hesaplamaya yardımcı olacak tek bir direnç.

Şekil 14. StabDesign programı kullanılarak mevcut sabitleyicinin hesaplanması.

Program herhangi bir özel açıklama gerektirmez. Type açılır menüsünde stabilizatör tipi seçilir, Line'da gerekli akım ayarlanır ve Hesapla butonuna basılır. Sonuç, direnç R1'in direnci ve gücüdür. Şekilde, hesaplama 20mA'lık bir akım için yapılmıştır. Bu, LED'ler seri olarak bağlandığında geçerlidir. Paralel bağlantı için akım, Şekil 12'de gösterildiği gibi hesaplanır.

LED çelenk, mevcut dengeleyicinin yükünü simgeleyen direnç Rн yerine bağlanır. Sadece bir LED bağlamak bile mümkündür. Bu durumda, katot ortak kabloya ve anot rezistör R1'e bağlanır.

12V stabilizasyon voltajına sahip 7812 stabilizatörü kullanıldığından, dikkate alınan akım stabilizatörünün giriş voltajı 15 ... 39V aralığındadır.

Görünüşe göre LED'lerle ilgili hikaye burada bitebilir. Ama hala var LED şerit hangi bir sonraki makalede tartışılacaktır.

Ayrıntılar için eski veya çalışmayan cihazları sökerken, genellikle LED'ler bulabilirsiniz. Bununla birlikte, çoğu durumda herhangi bir işaret veya diğer tanımlayıcı işaretlerden yoksundurlar. Bu nedenle, parametrelerini referans kitabına göre belirlemek imkansızdır. Bu tamamen doğal bir soruyu gündeme getiriyor: LED'in parametreleri nasıl belirlenir?

Deneyimli elektronik mühendisleri pratikte böyle bir soru sormazlar, çünkü böyle bir yarı iletken cihazın parametrelerini yeterli doğrulukla belirleyebilirler, yalnızca görünümüne odaklanarak ve çoğu LED'de bulunan bazı nüansları bilerek. Bu nüansları da dikkate alacağız.

LED'lerin elektriksel parametreleri

Her şeyden önce, LED'in üç elektrik parametresi ile karakterize edildiğini not ediyoruz (ışık özelliklerini dikkate almayacağız):

1) Volt cinsinden ölçülen voltaj düşüşü. 2 volt veya 3 volt LED dedikleri zaman bu parametre şu anlama gelir;

2) anma akımı. Genellikle değeri referans kitaplarında miliamper cinsinden verilir. 1 mA = 0.001 A;

3) güç kaybı, bir yarı iletken cihazın aşırı ısınmadan dağıtabileceği (çevreye bırakabileceği) güçtür. Watt cinsinden ölçülür. Bu parametrenin değeri, akımın gerilimle çarpılmasıyla bağımsız olarak yüksek doğrulukla belirlenebilir.

Çoğu durumda, ilk iki parametreyi veya hatta yalnızca nominal akımı bilmek yeterlidir.

Geleneksel olarak, belirtilen parametreleri bulmanın veya belirlemenin yüksek bir olasılıkla mümkün olduğu iki ana yol belirledim. İlk yol bilgilendiricidir. Bu en hızlı ve en kolay yoldur. Tek başına her zaman olumlu bir sonuç vermez. Bizim için ikinci yol - elektronik mühendisleri - daha ilginç. Akım ve voltaj bir multimetre (test cihazı) ile ölçüleceği için "elektrikli" olarak adlandırdım. Her iki seçeneği de ayrıntılı olarak ele alalım.

Bir LED'in parametreleri görünümüne göre nasıl belirlenir?

En kolay yol, bir LED'in özelliklerini görünümüne göre bulmaktır. Bunu yapmak için, sadece satırı yazın arama motoru böyle bir ifade: "bir LED satın alın". Ayrıca, sağlanan listeden en büyük çevrimiçi mağazayı seçmeli ve kataloğun uygun bölümünü bulmalısınız. Bundan sonra, mevcut tüm pozisyonlara dikkatlice bakın ve eğer şanslıysanız, aradığınızı bulacaksınız. Kural olarak, radyo elektronik elemanlarının satıldığı ciddi çevrimiçi mağazalarda, her pozisyon için ilgili belgeler, veri sayfası veya ana özellikler verilir. Mevcut LED'in görünümünü katalogdaki ile karşılaştırarak özelliklerini öğrenebilirsiniz.

Bir sonraki yaklaşım, daha deneyimli elektronik mühendisleri tarafından alınmaktadır. Ancak, bu konuda karmaşık bir şey yok. LED'lerin büyük çoğunluğu gösterge ve genel amaçlı olanlara ayrılmıştır. Gösterge çubukları diğerlerinden daha az parlama eğilimindedir. Bu anlaşılabilir bir durumdur çünkü gösterge için çok parlak ışık gerekli değildir. Gösterge LED'leri, çeşitli cihazların çalışmasını bildirmek için kullanılır. elektronik aletler... Örneğin, bir elektrik prizine takıldığında, cihaza enerji verildiğini gösterirler. Çaydanlıklarda, dizüstü bilgisayarlarda, ışık anahtarlarında bulunurlar. şarj cihazları, bilgisayarlar vb. Elektriksel parametreleri ne olursa olsun görünüm aşağıdaki: akım - 20 mA = 0,02 A; ortalama voltaj 2 V'tur (1,8 V ila 2,3 V).

Genel amaçlı LED'ler öncekilerden daha parlaktır, bu nedenle aydınlatma armatürü olarak kullanılabilirler. Ancak, gösterge için, akım azalırsa da gidecekler. İşin garibi, ancak bu tür LED'lerin ezici çoğunluğu da 20 mA nominal akım tüketimine sahiptir. Ancak voltajları 1,8 ila 3,6 V aralığında olabilir. Süper parlak LED'ler de bu sınıftadır. Aynı akımda, voltajları genellikle daha yüksektir - 3,0 ... 3,6 V.

Genel olarak, bu tip LED'ler, ana parametresi lens dairesinin çapı veya lens dikdörtgen ise kenar genişliği ve kalınlığı olan standart bir boyut aralığına sahiptir.

Mercek çapı, mm: 3; 4.8; beş; 8 ve 10.

Dikdörtgenin kenarları, mm: 3 × 2; 5 × 2.

Bir multimetre ile LED'in parametreleri nasıl belirlenir?

Artık birçok LED'in nominal akımının 20 mA olduğunu bildiğimize göre, voltajlarını ampirik olarak belirlemek yeterlidir. Bunu yapmak için voltaj ayarlı bir güç kaynağına ve bir multimetreye ihtiyacımız var. Güç kaynağını, mevcut ölçüm modunda önceden ayarlanmış LED ve multimetre ile seri olarak bağlarız.

Güç kaynağı başlangıçta minimum değere ayarlanmalıdır. Ayrıca, LED'e verilen voltajın değerini değiştirerek, multimetrenin okumasına göre akımı 20 mA olarak ayarladık. Bundan sonra, sağlanan voltajın değerini, güç kaynağının standart voltmetresine göre veya voltaj ölçüm moduna ayarlanmış bir multimetre kullanarak sabitleriz.

LED'i sigortalamak için, ona seri olarak 300 ohm'luk bir direnç bağlamak daha iyidir, ancak bu durumda voltaj doğrudan üzerine sabitlenmelidir.

Herkesin voltaj ayarlı bir güç kaynağı olmadığından, aşağıdaki öğeleri kullanarak düşük güçlü LED'lerin parametrelerini ve sağlığını belirlemek mümkündür:

1. Tepe (9 V pil).
2. Ohm direnci 200.
3. Değişken direnç, aynı zamanda 1 kΩ potansiyometredir.
4. Multimetre.

Test edilen LED'i seri olarak sabit dirençlerle, sonra bir değişkenle, ardından DC ölçüm modunda ayarlanmış multimetrenin tepesi ve probları ile bağlarız.

Devre sıralı olduğu için tüm elemanların bağlanma sırası önemli değildir, bu da tüm bileşenlerden aynı akımın geçtiği anlamına gelir.

İlk olarak değişken direnç minimum voltajı ayarlayın ve ardından akım 20 mA'ya ulaşana kadar kademeli olarak artırın. Daha sonra voltaj ölçülür.

Dikkate alınan yöntemi kullanarak, dirençlerden önemli akım akışı nedeniyle güçlü bir LED'in parametrelerini belirlemek mümkün olmayacaktır. Sonuç olarak, ikincisi aşırı ısınabilir. Bununla birlikte, servis edilebilirliğini belirlemek oldukça mümkündür.

Farklı renkteki LED'lerin kendi çalışma voltaj bölgeleri vardır. 3 voltluk bir LED görürsek beyaz, mavi veya yeşil ışık verebilir. Doğrudan 3 volttan fazla üreten bir güç kaynağına bağlayamazsınız.

Direnç Direnci Hesabı

LED üzerindeki voltajı düşürmek için önüne seri olarak bir direnç bağlanır. Bir elektrikçinin veya hobicinin asıl görevi doğru direnci seçmek olacaktır.

Bu özellikle zor değil. Ana şey, bir LED ampulün elektrik parametrelerini bilmek, Ohm yasasını ve mevcut gücün tanımını hatırlamaktır.

R = U direnci / I LED'i

ILED, LED için izin verilen akımdır. Doğrudan voltaj düşüşü ile birlikte cihazın özelliklerinde belirtilmelidir. Devreden geçen akımın izin verilen değeri aşması mümkün değildir. Bu, LED armatürüne zarar verebilir.

Çoğu zaman, güç (W) ve voltaj veya akım, kullanıma hazır LED cihazların üzerine yazılır. Ancak bu özelliklerden ikisini bilerek üçüncüyü her zaman bulabilirsiniz. En basit aydınlatma cihazları, 0,06 watt'lık bir güç tüketir.

Seri olarak bağlandığında, güç kaynağının U toplam voltajı, res başına U'nun toplamıdır. ve LED üzerindeki U. Ardından res üzerinde U = LED'de U-U

12 voltluk bir güç kaynağına doğrudan 3 volt gerilim ve 20 mA akıma sahip bir LED ampul bağlamak istediğinizi varsayalım. Alırız:

R = (12-3) / 0.02 = 450 ohm.

Genellikle direnç bir marjla alınır. Bunun için akım 0,75 faktörü ile çarpılır. Bu, direnci 1.33 ile çarpmaya eşdeğerdir.

Bu nedenle 450 * 1.33 = 598.5 = 0.6 kΩ veya biraz daha fazla direnç almak gerekir.

direnç gücü

Direncin gücünü belirlemek için formül uygulanır:

P = U² / R = I LED * (LED'de U-U)

Bizim durumumuzda: P = 0.02 * (12-3) = 0.18 W

Bu gücün dirençleri üretilmez, bu nedenle ona en yakın elemanı büyük bir değerle, yani 0,25 watt ile almak gerekir. 0,25 W'lık bir direnciniz yoksa, iki düşük güçlü direnci paralel bağlayabilirsiniz.

Bir çelenkteki LED sayısı

Devreye birkaç 3 voltluk LED seri olarak bağlanırsa direnç aynı şekilde hesaplanır. Bu durumda, tüm ampullerin voltajlarının toplamı toplam voltajdan çıkarılır.

Birkaç ampulden oluşan bir çelenk için tüm LED'ler, devreden sabit bir sabit akımın akması için aynı şekilde alınmalıdır.

Maksimum ampul sayısı, ağın U'sunu bir LED'in U'suna ve 1,15'lik bir güvenlik faktörüne bölerek bulunabilir.

N = 12: 3: 1.15 = 3.48

3 voltluk 3 yayan ışık yarı iletkenini 12 voltluk bir kaynağa güvenle bağlayabilir ve her birinden parlak bir ışıltı elde edebilirsiniz.

Böyle bir çelenk gücü oldukça küçüktür. LED ampullerin avantajı budur. Büyük bir çelenk bile minimum enerji tüketecektir. Bu, tasarımcılar, dekorasyon iç mekanları, aydınlatma mobilyaları ve aletleri tarafından başarıyla kullanılmaktadır.

Bugüne kadar, 3 voltluk bir voltaj ve artan izin verilen akım ile süper parlak modeller üretilmektedir. Her birinin gücü 1 W veya daha fazlasına ulaşır ve bu tür modeller için uygulama zaten biraz farklıdır. 1-2 W tüketen LED, spot, fener, far ve mekan çalışma aydınlatması için modüllerde kullanılır.

Bir örnek, 1W, 3W vb. LED ürünleri sunan CREE'nin ürünleridir. Bu sektörde yeni fırsatlar yaratan teknolojilerle oluşturulurlar.