LED'in dayanıklılığını etkileyen ana parametre, değeri her bir LED elemanı tipi için kesinlikle standartlaştırılmış olan elektrik akımıdır. Maksimum akımı sınırlamanın yaygın bir yolu, sınırlayıcı bir direnç kullanmaktır. LED'in direnci, diyot parametrelerinin teknik değerleri ve anahtarlama devresindeki voltaj kullanılarak Ohm yasasına dayalı karmaşık hesaplamalar kullanılmadan hesaplanabilir.
İçerik
LED'i açmanın özellikleri
Doğrultucu diyotlarla aynı prensipte çalışan ışık yayan elemanlar ise ayırt edici özelliklere sahiptir. En önemlileri:
- Ters polarite voltajına karşı son derece negatif hassasiyet. Devreye yanlış polarite ile bağlanan bir LED neredeyse anında arızalanır.
- pn bağlantısı üzerinden izin verilen çalışma akımının dar aralığı.
- Çoğu yarı iletken eleman için tipik olan, geçiş direncinin sıcaklığa bağımlılığı.
Söndürme direncini hesaplamak için ana nokta olduğu için son nokta daha ayrıntılı olarak tartışılmalıdır. Yayılan elemanlar için belgeler, içinde çalıştıkları ve belirtilen radyasyon özelliklerini sağladıkları izin verilen nominal akımın aralığını gösterir. Değeri küçümsemek ölümcül değildir, ancak parlaklıkta bir miktar azalmaya yol açar. Belirli bir sınır değerinden başlayarak, akımın geçişten geçişi durur ve ışıma olmaz.
Akımı aşmak, önce ışımanın parlaklığında bir artışa yol açar, ancak hizmet ömrü keskin bir şekilde azalır. Daha fazla artış, elemanın arızalanmasına yol açar. Bu nedenle, LED direnç seçimi, en kötü durum koşullarında izin verilen maksimum akımı sınırlamayı amaçlar.
Bir yarı iletken bağlantı noktasındaki voltaj, üzerindeki fiziksel işlemlerle sınırlıdır ve yaklaşık 1-2 V'luk dar bir aralıktadır. Genellikle arabalara takılan 12 Volt ışık yayan diyotlar, seri bağlı elemanlar zinciri veya sınırlayıcı bir zincir içerebilir. Devre tasarımına dahildir.
LED için neden bir dirence ihtiyacınız var?
LED'leri açarken sınırlayıcı direnç kullanmak, akımı kabul edilebilir sınırlar içinde sınırlamak için en etkili olmasa da en kolay ve en ucuz çözümdür. Verici devredeki akımı yüksek doğrulukla stabilize etmenizi sağlayan devre çözümlerinin tekrarlanması oldukça zordur ve hazır olanların maliyeti yüksektir.
Dirençlerin kullanılması, aydınlatma ve arka aydınlatmayı kendi başınıza gerçekleştirmenizi sağlar. Bu durumda ana şey, ölçüm aletlerini kullanma ve minimum lehimleme becerileridir. Olası toleransları ve sıcaklık dalgalanmalarını dikkate alan iyi tasarlanmış bir sınırlayıcı, LED'lerin beyan edilen tüm hizmet ömrü boyunca minimum maliyetle normal çalışmasını sağlayabilir.
LED'lerin paralel ve seri bağlantısı
Güç devrelerinin parametrelerini ve LED'lerin özelliklerini birleştirmek için, birkaç elemanın seri ve paralel bağlantısı yaygındır. Her bağlantı türünün hem avantajları hem de dezavantajları vardır.
Paralel bağlantı
Böyle bir bağlantının avantajı, tüm devre için yalnızca bir sınırlayıcı kullanılmasıdır. Bu avantajın tek olduğuna dikkat edilmelidir, bu nedenle, düşük kaliteli endüstriyel ürünler dışında, paralel bir bağlantı neredeyse hiç bulunmaz. Dezavantajları şunlardır:
- Sınırlayıcı eleman üzerindeki güç kaybı, paralel bağlanan LED'lerin sayısı ile orantılı olarak artar.
- Eleman parametrelerinin dağılımı, akımların eşit olmayan dağılımına yol açar.
- Yayıcılardan birinin yanması, paralel bağlı grup boyunca voltaj düşüşünün artması nedeniyle diğerlerinin çığ benzeri bir arızaya yol açar.
Bağlantı, her yayılan elemandan geçen akımın ayrı bir dirençle sınırlandığı çalışma özelliklerini biraz artırır. Daha doğrusu, sınırlayıcı dirençlere sahip LED'lerden oluşan bireysel devrelerin paralel bağlantısıdır.Ana avantaj, daha fazla güvenilirliktir, çünkü bir veya daha fazla elemanın arızalanması, diğerlerinin çalışmasını hiçbir şekilde etkilemez.
Dezavantajı, LED parametrelerinin yayılması ve direnç değeri için teknolojik tolerans nedeniyle, tek tek elemanların parıltısının parlaklığının büyük ölçüde değişebilmesidir. Böyle bir şema, çok sayıda radyo elemanı içerir.
Bireysel sınırlayıcılarla paralel bağlantı, minimumdan başlayarak, p-n bağlantısındaki voltaj düşüşü ile sınırlanan düşük voltajlı devrelerde kullanım bulur.
Seri bağlantı
Bir seri devrenin şüphesiz avantajı, her bir elemandan geçen akımın mutlak eşitliği olduğundan, yayılan elemanların seri bağlantısı en yaygın hale geldi. Tek sınırlama direncinden ve diyottan geçen akım aynı olduğundan, güç kaybı minimum olacaktır.
Önemli bir dezavantaj, elemanlardan en az birinin arızalanmasının tüm zincirin çalışmazlığına yol açmasıdır. Seri bağlantı için, minimum değeri dahil edilen elemanların sayısıyla orantılı olarak artan artan bir voltaj gereklidir.
karışık katılım
Karışık bir bağlantı gerçekleştirirken, paralel olarak bağlanmış birkaç zincir kullanıldığında ve bir sınırlama direncinin ve birkaç LED'in seri bağlantısında çok sayıda emitörün kullanılması mümkündür.
Elemanlardan birinin yanması, bu elemanın kurulu olduğu yalnızca bir devrenin çalışmamasına yol açacaktır.Gerisi düzgün çalışacaktır.
Direnç hesaplama formülleri
LED'ler için direnç direncinin hesaplanması Ohm yasasına dayanmaktadır. LED için direncin nasıl hesaplanacağına ilişkin ilk parametreler şunlardır:
- devre gerilimi;
- LED'in çalışma akımı;
- yayan diyot boyunca voltaj düşüşü (LED besleme voltajı).
Direnç değeri şu ifadeden belirlenir:
R = U/I
burada U, direnç boyunca voltaj düşüşü ve I, LED'den geçen ileri akımdır.
LED'in voltaj düşüşü şu ifadeden belirlenir:
U \u003d Upit - Usv,
burada Upit devre voltajıdır ve Usv, yayılan diyot boyunca isim plakası voltaj düşüşüdür.
Bir direnç için bir LED hesaplamak, standart değerler aralığında olmayacak bir direnç değeri verir. Daha büyük tarafta hesaplanan değere en yakın dirence sahip bir direnç almanız gerekir. Bu, voltajdaki olası artışı hesaba katar. Direnç serisinde bir sonraki değeri almak daha iyidir. Bu, diyottan geçen akımı biraz azaltacak ve ışımanın parlaklığını azaltacaktır, ancak aynı zamanda besleme voltajının büyüklüğündeki ve diyot direncindeki herhangi bir değişiklik (örneğin, sıcaklık değiştiğinde) dengelenir.
Bir direnç değeri seçmeden önce, aşağıdaki formülde belirtilen akım ve parlaklıktaki olası azalmayı değerlendirmelisiniz:
(R — Rst)R•%100
Elde edilen değer% 5'ten azsa, daha büyük bir direnç almanız gerekir,% 5 ila 10 arasında ise, kendinizi daha küçük bir dirençle sınırlayabilirsiniz.
Çalışmanın güvenilirliğini etkileyen eşit derecede önemli bir parametre, akım sınırlayıcı elemanın güç kaybıdır. Dirençli bir bölümden geçen akım ısınmasına neden olur.Dağıtılacak gücü belirlemek için aşağıdaki formülü kullanın:
P = U•U/R
Güç kaybı hesaplanan değeri aşacak bir sınırlayıcı direnç kullanın.
Örnek:
Üzerinde 20 mA nominal akımla 1,7 V'luk bir voltaj düşüşü olan bir LED vardır. 12 V'luk bir devreye bağlanmalıdır.
Sınırlayıcı direnç üzerindeki voltaj düşüşü:
U = 12 - 1,7 = 10,3 V
Direnç direnci:
R \u003d 10.3 / 0.02 \u003d 515 ohm.
Standart aralıktaki en yakın yüksek değer 560 ohm'dur. Bu değer ile set değerine göre akımdaki düşüş %10'dan biraz daha azdır, bu nedenle daha büyük bir değer almaya gerek yoktur.
Watt cinsinden harcanan güç:
P = 10.3•10.3/560 = 0.19 W
Böylece, bu devre için izin verilen 0,25 W'lık bir yayılma gücüne sahip bir eleman kullanabilirsiniz.
LED şeridin bağlanması
Farklı besleme voltajları için LED şeritler mevcuttur. Bantta seri bağlı diyotların bir devresi var. Diyotların sayısı ve sınırlayıcı dirençlerin direnci, bandın besleme voltajına bağlıdır.
En yaygın LED şerit tipleri, 12 V'luk bir devreye bağlanacak şekilde tasarlanmıştır.Çalışma için daha yüksek bir voltaj değeri kullanmak da burada mümkündür. Dirençlerin doğru hesaplanması için bandın tek bir bölümünden geçen akımın bilinmesi gerekir.
Bant uzunluğundaki bir artış, minimum bölümler teknolojik olarak paralel olarak bağlandığından, akımda orantılı bir artışa neden olur. Örneğin, bir segmentin minimum uzunluğu 50 cm ise, bu tür 10 segmentten 5 m'lik bir bant, akım tüketiminde 10 kat artışa sahip olacaktır.
Benzer makaleler:
