Джерело живлення світлодіода в 5 В, 12 В, 24 і 48 В безперервно
Постачання світлодіода 12 вольт за допомогою резистора 1000 Ом
Блок живлення постійного струму
Електронна схема, наведена нижче, повідомляє нам, що діод має зміщення вперед.
Електрична схема живлення світлодіода під напругою
Простий резистор (R) обмежує постійний струм ПЧ значенням, рекомендованим виробником, відповідно до прямої напруги світлодіода.
I F - це також постійний струм, який діод витримує.
Просто протестуйте світлодіод
Ви можете перевірити чи підключити червоний світлодіод безпосередньо до акумуляторної батареї 1,5 В.
Запобіжні заходи щодо використання
Температура навколишнього середовища
виробник діода подає робочий струм (I F) для середовища 25 ° C. Якщо температура навколишнього середовища може легко перевищити цей поріг, тоді потрібно буде зменшити інтенсивність струму.
Робоча температура
Температура переходу повинна залишатися нижче 125 ° C; але якщо світлодіод встановлений у пластиковому корпусі, робоча температура не повинна перевищувати 100 ° C.
Приклад подачі напруги 5 вольт
Для пояснення основних принципів та розрахунків ми будемо працювати з дуже простим випадком. Ми хочемо управляти світлодіодом від напруги 5 вольт постійного струму .
Якщо подати цей провід безпосередньо на 5 В, він загоряється, але струм, що протікає через нього, надмірний, і він закінчується нагріванням та смаженням.
Щоб обмежити струм, ми будемо підключати резистор послідовно до світлодіода.
Вивчення поточної характеристики світлодіода
Для правильного живлення світлодіода необхідно:
- Визначити робочий струм (якщо),
- знайти пряму напругу (Vf), відповідну цьому струму.
Щоб спростити речі, мінімальним постійним струмом, який нас цікавить, буде той, де світлодіод починає випромінювати світло; максимальний струм заданий виробником діода (постійний або піковий режим).
Якщо крива як функція Vf
Технічна документація (технічний паспорт) від виробника зеленого світлодіода 703-0097 multicomp® вказує на пряму напругу 2,1 В при струмі If 20 мА, знаючи, що цей діод призначений для струму максимум 30 мА в безперервному режимі (при TA = 25 ° C).
Розрахунок граничного опору
Обчислення є простим застосуванням закону Ома і здійснюється у два етапи.
Спочатку ми розраховуємо падіння напруги, необхідне для того, щоб світлодіод піддавався постійній напрузі 2,1 В:
UR = U (Алім) −Vf .
Або: UR = 5-2,1 = 2,9 В .
Ця напруга 2,9 В представляє напругу, яка буде присутня на клемах нашого обмежувального резистора.
Тепер ми обчислюємо значення опору, беручи до уваги значення струму, який буде протікати через світлодіод (тобто 20 мА).
R = UR ÷ Якщо .
Або: R = 2,9 ÷ 0,020 = 145 Ом .
На практиці ми використовуватимемо опір серії E24 (допуск ± 5%) 160 Ом.
Чому 160 Ом замість 150 ?
Значення 160 Ом дозволяє не перевищувати встановлений нами струм (20 мА). Необхідно враховувати допуск, щоб знати граничні значення, які може мати опір.
Якщо взяти резистор 150 Ом з допуском 5%, він може мати значення плюс-мінус 5% 150 Ом.
Ми маємо можливе відхилення плюс-мінус: 150 × 5% = 7,5 Ом.
Мінімальне значення R = 150−7,5 = 142,5 Ом.
Максимальне значення R = 150 + 7,5 = 162,5 Ом.
Ми можемо зробити ставку на безпеку та вибрати опір 160 Ом або відсортувати опір 150 Ом.
Для застосування простого індикаторного світла може бути достатньо струму 10 мА. У цьому випадку опір зміниться на (5-2,05) ÷ 0,010 = 295 Ом, практичне значення 300 Ом.
Таблиця серії E24
| Елемент від 1 до 7 | 100, 110, 120, 130, 150, 160, 180 |
| Елемент 8-11 | 200, 220, 240, 270 |
| Елемент від 12 до 15 | 300, 330, 360, 390 |
| Елемент 16 і 17 | 430, 470 |
| Елемент 18 і 19 | 510, 560 |
| Елемент 20 - 21 | 620, 680 |
| Елемент 22 | 750 |
| Елемент 23 | 820 |
| Елемент 24 | 910 |
Надайте світлодіод 12 В або 24 В
Досі елемент розрахунку ігнорувався: це потужність, що розсіюється обмежувальним резистором.
Щоб подати світлодіод на 12 або 24 В, ми швидко усвідомимо важливість цього параметра.
Ефект Джоуля повідомляє нам, що провідник, перехрещений електричним струмом, нагрівається. Тому наш обмежувальний резистор буде нагріватися, коли струм надходить на світлодіод.
Примітка: опір - це тепловий приймач, який розсіює всю свою енергію у вигляді тепла.
Тоді, чим більшим буде падіння напруги (U (Alim) −Vf), тим вищим повинен бути опір; (ця напруга відноситься до клем обмежувального резистора).
Тому потрібно буде взяти до уваги це нагрівання та знати потужність, що розсіюється опором для належного розміру нашого компонента.
Для розрахунку цієї потужності формула, адаптована до цього випадку, така:
P = R × I 2 (у ватах).
Застосування
Ми хочемо живити світлодіодний діод від акумулятора 12 вольт постійного струму 20 мА для постійної напруги 2,2 вольта (дані виробника).
Розрахунок значення обмежувального резистора:
(12-2,2) ÷ 0,020 = 490 Ом.
Розрахунок потужності, що розсіюється обмежувальним резистором:
490 × 0,02 2 = 0,196 Вт.
Тому на практиці ми будемо використовувати резистор потужністю 510 Ом, який може розсіювати чверть вати або половину вати, якщо використання здійснюється в середовищі значно вище 25 ° C.
Корпус живлення 24 В для макс. 30 мА
R = (24-2,2) ÷ 0,030 = 726 Ом.
P = 726 × 0,03 2 = 0,65 Вт.
Вам доведеться використовувати опір 750 Ом на 1 Вт розсіювання .
Чверть-ватні (0,25 Вт) резистори зазвичай використовуються в звичайних електронних схемах (з тенденцією до збільшення до 1⁄8 вати або 0,125 Вт). Тому буде потрібно вказати необхідну потужність, якщо ми не використовуємо це поточне значення.
На закінчення: дві формули, які слід пам’ятати
Розрахунок граничного опору:
R = (U (Алім) −Vf) ÷ Якщо (в Омах).
Розрахунок потужності опору:
P = R × Якщо 2 (у ватах).
Зручна таблиця поточних значень R
Значення Р. даються в омах як функція U (Алім) і для струму If 10 мА
| 330 (Ом) | 1100 | 2400 | 4700 |
| 300 | 1000 | 2200 | 4700 |
| 200 | 910 | 2200 | 4700 |
Примітки про повноваження
Потужності резисторів складають
1⁄8 Вт на 5 В,
¼ Вт на 12 В,
½ Вт на 24 В
і 1 Вт в 48 вольт (значення R вказані в омах).