Thông số chính ảnh hưởng đến độ bền của đèn LED là cường độ dòng điện, giá trị này được tiêu chuẩn hóa nghiêm ngặt cho từng loại phần tử LED. Một cách phổ biến để hạn chế dòng điện tối đa là sử dụng một điện trở hạn chế. Điện trở của đèn LED có thể được tính toán mà không cần sử dụng các phép tính phức tạp dựa trên định luật Ohm, sử dụng các giá trị kỹ thuật \ u200b \ u200bof của các thông số diode và điện áp trong mạch chuyển đổi.
Nội dung
Tính năng bật đèn LED
Hoạt động trên nguyên tắc tương tự như điốt chỉnh lưu, tuy nhiên, các phần tử phát ra ánh sáng có những đặc điểm riêng biệt. Những điều quan trọng nhất là:
- Độ nhạy cực kỳ âm đối với điện áp phân cực ngược. Một đèn LED được kết nối với mạch có phân cực sai gần như không hoạt động ngay lập tức.
- Phạm vi hẹp của dòng điện hoạt động cho phép qua tiếp giáp p-n.
- Sự phụ thuộc của điện trở chuyển tiếp vào nhiệt độ, đặc trưng cho hầu hết các phần tử bán dẫn.
Điểm cuối cùng nên được thảo luận chi tiết hơn, vì nó là điểm chính để tính toán điện trở dập tắt. Tài liệu về các phần tử bức xạ chỉ ra phạm vi cho phép của dòng điện danh định, trong đó chúng vẫn hoạt động và cung cấp các đặc tính bức xạ quy định. Giảm giá trị không gây tử vong, nhưng dẫn đến một số giảm độ sáng. Bắt đầu từ một giá trị giới hạn nhất định, dòng điện đi qua quá trình chuyển đổi sẽ dừng lại và sự phát sáng sẽ không có.
Vượt quá dòng điện đầu tiên dẫn đến tăng độ sáng của đèn phát sáng, nhưng tuổi thọ của đèn bị giảm mạnh. Tăng hơn nữa dẫn đến sự thất bại của phần tử. Do đó, việc lựa chọn điện trở LED nhằm mục đích giới hạn dòng điện tối đa cho phép trong các điều kiện trường hợp xấu nhất.
Điện áp tại một điểm tiếp giáp bán dẫn bị giới hạn bởi các quá trình vật lý trên nó và nằm trong một phạm vi hẹp khoảng 1-2 V. Điốt phát quang 12 vôn, thường được lắp đặt trên ô tô, có thể chứa một chuỗi các phần tử mắc nối tiếp hoặc một giới hạn. mạch có trong thiết kế.
Tại sao bạn cần một điện trở cho đèn LED
Sử dụng điện trở hạn chế khi bật đèn LED, mặc dù không phải là hiệu quả nhất, nhưng là giải pháp dễ nhất và rẻ nhất để hạn chế dòng điện trong giới hạn chấp nhận được. Các giải pháp mạch cho phép bạn ổn định dòng điện trong mạch phát với độ chính xác cao thì khá khó lặp lại và những giải làm sẵn có giá thành cao.
Việc sử dụng điện trở cho phép bạn tự thực hiện chiếu sáng và chiếu sáng nền. Điều chính trong trường hợp này là khả năng sử dụng các dụng cụ đo lường và kỹ năng hàn tối thiểu. Một bộ giới hạn được thiết kế tốt, có tính đến dung sai và dao động nhiệt độ có thể xảy ra, có thể đảm bảo hoạt động bình thường của đèn LED trong toàn bộ tuổi thọ đã được công bố với chi phí tối thiểu.
Kết nối song song và nối tiếp của đèn LED
Để kết hợp các thông số của mạch nguồn và đặc tính của đèn LED, kết nối nối tiếp và song song của một số phần tử được phổ biến rộng rãi. Mỗi loại kết nối có cả ưu điểm và nhược điểm.
Kết nối song song
Ưu điểm của kết nối như vậy là chỉ sử dụng một bộ hạn chế cho toàn bộ mạch. Cần lưu ý rằng lợi thế này là duy nhất, do đó, kết nối song song trên thực tế không bao giờ được tìm thấy, ngoại trừ các sản phẩm công nghiệp cấp thấp. Những bất lợi là:
- Sự tiêu tán công suất trên phần tử giới hạn tăng tương ứng với số lượng đèn LED được kết nối song song.
- Sự phân tán của các thông số của các phần tử dẫn đến sự phân bố không đồng đều của các dòng điện.
- Sự cố cháy của một trong các bộ phát dẫn đến sự cố giống như tuyết lở của tất cả các bộ khác do sự gia tăng điện áp rơi trên nhóm được kết nối song song.
Kết nối phần nào làm tăng các đặc tính hoạt động, trong đó dòng điện qua mỗi phần tử bức xạ được giới hạn bởi một điện trở riêng biệt. Chính xác hơn, nó là một kết nối song song của các mạch riêng lẻ bao gồm các đèn LED với các điện trở giới hạn.Ưu điểm chính là độ tin cậy cao hơn, vì sự cố của một hoặc nhiều phần tử không ảnh hưởng đến hoạt động của các phần tử khác theo bất kỳ cách nào.
Điểm bất lợi là thực tế là do sự trải rộng của các thông số LED và dung sai công nghệ đối với giá trị điện trở, độ sáng phát sáng của các phần tử riêng lẻ có thể khác nhau rất nhiều. Một lược đồ như vậy chứa một số lượng lớn các phần tử vô tuyến.
Kết nối song song với các bộ hạn chế riêng lẻ được sử dụng trong các mạch điện áp thấp, bắt đầu với mức tối thiểu, bị giới hạn bởi sự sụt giảm điện áp tại đường giao nhau p-n.
Kết nối loạt
Kết nối nối tiếp của các phần tử bức xạ đã trở nên phổ biến nhất, vì lợi thế chắc chắn của một mạch nối tiếp là sự bình đẳng tuyệt đối của dòng điện đi qua mỗi phần tử. Vì dòng điện qua điện trở giới hạn duy nhất và qua diode là như nhau, nên sự tiêu tán công suất sẽ là nhỏ nhất.
Một hạn chế đáng kể là sự thất bại của ít nhất một trong các yếu tố sẽ dẫn đến sự không hoạt động của toàn bộ chuỗi. Đối với kết nối nối tiếp, điện áp tăng là bắt buộc, giá trị nhỏ nhất của giá trị này tăng tương ứng với số phần tử đi kèm.
bao gồm hỗn hợp
Có thể sử dụng một số lượng lớn bộ phát khi thực hiện kết nối hỗn hợp, khi sử dụng một số chuỗi được kết nối song song và kết nối nối tiếp của một điện trở giới hạn và một số đèn LED.
Việc một trong các phần tử bị cháy sẽ dẫn đến khả năng không hoạt động của chỉ một mạch mà phần tử này được lắp đặt.Phần còn lại sẽ hoạt động bình thường.
Công thức tính toán điện trở
Việc tính toán điện trở của đèn LED dựa trên định luật Ohm. Các thông số ban đầu cho cách tính điện trở cho đèn LED là:
- điện áp mạch;
- dòng điện hoạt động của đèn LED;
- sụt áp trên diode phát (điện áp cung cấp LED).
Giá trị điện trở được xác định từ biểu thức:
R = U / I
trong đó U là điện áp rơi trên điện trở và I là dòng chuyển tiếp qua đèn LED.
Sự sụt giảm điện áp của đèn LED được xác định từ biểu thức:
Nâng cấp U \ u003d - Usv,
trong đó Upit là điện áp mạch và Usv là điện áp trên bảng tên trên diode bức xạ.
Tính toán một đèn LED cho một điện trở cho một giá trị điện trở sẽ không nằm trong dải giá trị tiêu chuẩn. Bạn cần phải lấy một điện trở có điện trở gần nhất với giá trị tính toán ở phía lớn hơn. Điều này có tính đến sự gia tăng điện áp có thể xảy ra. Tốt hơn là lấy giá trị tiếp theo trong chuỗi điện trở. Điều này sẽ làm giảm phần nào dòng điện qua diode và giảm độ sáng của đèn phát sáng, nhưng đồng thời, bất kỳ sự thay đổi nào về độ lớn của điện áp nguồn và điện trở của diode (ví dụ, khi nhiệt độ thay đổi) đều được san bằng.
Trước khi chọn giá trị điện trở, bạn nên đánh giá mức độ suy giảm có thể có của dòng điện và độ sáng so với giá trị được chỉ định bởi công thức:
(R - Rst) R • 100%
Nếu giá trị thu được nhỏ hơn 5% thì bạn cần lấy điện trở lớn hơn, nếu từ 5 đến 10% thì bạn có thể giới hạn ở mức nhỏ hơn.
Một thông số quan trọng không kém ảnh hưởng đến độ tin cậy của hoạt động là công suất tiêu tán của phần tử giới hạn dòng điện. Dòng điện đi qua một phần có điện trở làm cho nó nóng lên.Để xác định công suất sẽ bị tiêu tán, hãy sử dụng công thức:
P = U • U / R
Sử dụng một điện trở giới hạn mà công suất tiêu tán sẽ vượt quá giá trị tính toán.
Thí dụ:
Có một đèn LED có điện áp giảm trên nó là 1,7 V với dòng điện danh định là 20 mA. Nó phải được kết nối với một mạch 12 V.
Điện áp giảm trên điện trở giới hạn là:
U = 12 - 1,7 = 10,3 V
Điện trở kháng:
R \ u003d 10,3 / 0,02 \ u003d 515 ohms.
Giá trị cao hơn gần nhất trong phạm vi tiêu chuẩn là 560 ohms. Với giá trị này, dòng điện giảm so với giá trị cài đặt nhỏ hơn 10% một chút, do đó không cần lấy giá trị lớn hơn.
Công suất phân tán tính bằng watt:
P = 10,3 • 10,3 / 560 = 0,19 W
Như vậy, đối với mạch này, bạn có thể sử dụng một phần tử có công suất tiêu tán cho phép là 0,25 W.
Kết nối dải đèn LED
Các dải LED có sẵn cho các điện áp cung cấp khác nhau. Trên cuộn băng là một đoạn mạch gồm các điốt mắc nối tiếp. Số lượng điốt và điện trở của các điện trở giới hạn phụ thuộc vào điện áp cung cấp của băng.
Các loại dải LED phổ biến nhất được thiết kế để kết nối với mạch 12 V. Cũng có thể sử dụng giá trị điện áp cao hơn để hoạt động ở đây. Để tính toán chính xác điện trở, cần phải biết dòng điện chạy qua một phần của cuộn băng.
Sự gia tăng chiều dài của cuộn dây gây ra sự gia tăng tỷ lệ dòng điện, vì các phần tối thiểu được kết nối song song về mặt công nghệ. Ví dụ, nếu chiều dài tối thiểu của một đoạn là 50 cm, thì một đoạn băng dài 5 m trong số 10 đoạn như vậy sẽ có mức tiêu thụ hiện tại tăng gấp 10 lần.
Các bài tương tự:
