СВЕТОДИОД — НЕ ЛАМПОЧКА!   ЕГО НЕЛЬЗЯ НАПРЯМУЮ ВКЛЮЧИТЬ В РОЗЕТКУ.   НУЖНО ПРИМЕНЯТЬ НЕКОТОРЫЕ СПЕЦИАЛЬНЫЕ МЕРЫ, ЧТОБЫ ОБЕСПЕЧИТЬ ПРАВИЛЬНЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ РЕЖИМЫ ДЛЯ СВЕТОДИОДА.         БЕГУЩИЕ   СТРОКИ        

Как правильно включить светодиод

Светодиод — это униполярный прибор. У него есть анод (плюс, который нужно подключить к плюсу источника питания) и катод (минус, который нужно подключить к минусу источника питания). Это так называемое «прямое включение». В обратном направлении он светиться не будет.

ВНИМАНИЕ! Нельзя подключать светодиод к источнику питания «напрямую». Читайте статью далее, чтобы узнать почему.

Схемотехнически светодиод обозначается символом:

Светодиод — это низковольтный прибор. Рабочее напряжение светодиода относится к паспортным данным и указывается на упаковке или в даташите. Как правило, кроме случаев сверхмощных светодиодов, красные и желтые светодиоды светятся при напряжении 1,8...2,2 Вольта; зеленые, синие и белые — при 3,0...3,6 Вольта. Значительное превышение рабочего напряжения может привести к разрушению прибора.

Рабочий ток светодиода — также относится к паспортным данным. Как правило, 5мм светодиоды, которые чаще всего используются в бегущих строках или в светодиодных табло и экранах, должны эксплуатироваться при токе 20mA. Для повышения срока службы рекомендуется его снизить на 15...25%. Значительное превышение рабочего тока может привести к разрушению прибора.

Для специальных мощных осветительных светодиодов характерны значения рабочих токов 350mA, 700mA, 1000mA... При этом конструкция таких светодиодов предусматривает интенсивный отвод избыточного тепла от кристалла или p-n перехода для предотвращения их преждевременного старения и деградации.

В прямом (рабочем) включении светодиод имеет достаточно низкое сопротивление, поэтому он может взять на себя от источника питания ненормируемо высокий ток, который приведет к быстрому (даже мгновенному) перегреву и разрушению прибора.

Поэтому, при подключении светодиода следует ограничить рабочий ток на уровне рекомендуемого, и при этом обеспечить для него рабочее напряжение.

В простейшем случае этих «двух зайцев» убивают одним резистором, последовательно включенным со светодиодом:

Методика расчета балластного резистора (R):

Примем условные обозначения:

Rб = сопротивление балластного резистора;

Uп = напряжение источника питания;

Uс = рабочее напряжение светодиода;

Uб = падение напряжения на балластном резисторе;

Iс = прямой (рабочий) ток светодиода;

Pб = мощность, выделяемая на балластном резисторе;

Pс = мощость, выделяемая на светодиоде.

Для примера возьмем Uп=12 Вольт, Uс=1,8 Вольта, Iп=0,02A (20mA).

  1. Определяем, какое напряжение должно упасть на балластном резисторе, чтобы обеспечить рабочее напряжение на светодиоде:
    Uб = Uп — Uс = 12-1,8 = 10,2 Вольта
  2. Определяем сопротивление резистора, который обеспечит ограничение тока на уровне 20 mA и падение напряжения на светодиоде 1,8 Вольта. Используем закон Ома (R=U/I):
    Rб = Uб/Iс = 10,2/0,02 = 510 Ом
  3. Определяем, какую мощность должен рассеивать балластный резистор. Мощность, выделяемая в любом элементе цепи при прохождении электрического тока, P=U*I:
    Pб = Uб * Iс = 10,2*0,02 = 0,204 Ватта
    То есть, балластный резистор должен выдержать нагрев, обусловленный рассеиванием такой мощности, желательно брать не менее двукратный запас. Подходящим будет выводной резистор не менее 0,4 Ватта или SMD резистор типоразмера 1206 (0,5 Ватта).

Таким же образом можно расчитать балластный резистор для цепочки из нескольких последовательно включенных светодиодов, в том числе и разного цвета. Тогда Uс равно сумме рабочих напряжений на всех светодиодах в последовательной цепочке.

Рассмотренный способ подключения имеет единственное достоинство — простота и дешевизна, а в числе недостатков:

  1. На балластном резисторе теряется активная мощность в виде тепла. В рассмотренном примере на резисторе выделяется 0,2 Ватта, а на самом светодиоде —
    Pс=Ic*Uc = 0,02*1,8 = 0,036 Ватта. То есть, паразитные потери (на балластном резисторе) в 5,5 раз больше полезных потерь (засветка светодиода)! И это не ерунда... В некоторых случаях (питание светильников от батарей, аккумуляторов и проч.) это становится критичным. Для более полного использования энергии источника питания лучше соединять в цепочку возможно большее количество светодиодов. В нашем примере источник питания в 12 Вольт может «потянуть» цепочку из 6 светодиодов (6*1,8=10,8 Вольт, это <12 Вольт). Тогда потребуется балластный резистор номиналом 60 Ом, и на нем будет выделяться мощность Pб = (12-10,8)*0,02 = 0,024 Ватта, а на светодиодах Pc = 10,8*,02 = 0,216 Ватт.
  2. В случае применения нестабилизированного источника питания колебания напряжения, например, в пределах ±10% вызовет колебание тока через светодиод и, соответственно, силы света, в пределах ±11,76%. При 4-х светодиодах в цепочке отклонения в токе светодиодов будет уже ±25%. Если же от такого источника питания запитано 6 светодиодов последовательно, то при верхнем отклонении напряжения питания +10% ток возрастет в два раза (+100%), а при нижнем отклонении питания в 10% (10,8 Вольт) светодиоды вообще не будут светиться.

Поэтому для правильного питания светодиодов лучше применять специализированные схемы, называемые драйвером.

вверх

ГлавнаяПродукция ЦеныЗагрузкиСтатьиКонтакты

®2010–2016 www.stroka.kiev.ua
Обновлено: 21-11-2012 19:10