Shik-v-dom.ru

Шик в Дом
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Параметры тока для подключения светодиода: как определить и рассчитать правильные

Параметры тока для подключения светодиода: как определить и рассчитать правильные

В связи с глобальным развитием технологий широкое применение в электронике получили светодиоды. Они обладают множеством особенностей, из которых можно выделить компактность и яркое свечение. Помимо номинального тока, который является их главным параметром, нужно знать рабочее напряжение светодиодов. Этот параметр часто используют для проведения расчетов. Если правильно подобрать параметры устройства, можно продлить срок его службы. Напряжение для светодиода является разницей потенциалов на p-n-переходе, что отмечается в паспортных данных прибора. Бывают случаи, когда нет информации о конкретном изделии, тогда возникает вопрос: «Как определить падение напряжения на светодиоде?».

Светодиод — конструкция

Светодиоды настолько распространены, что они бывают самых разных форм, размеров и цветов. Светодиоды, которые вы, скорее всего, будете использовать, являются стандартными светодиодами для сквозного монтажа с двумя ножками. На следующем рисунке показаны его части.

Конструкция светодиода сильно отличается от обычного диода. PN-соединение светодиода окружено прозрачной жесткой пластиковой оболочкой из эпоксидной смолы.

Оболочка сконструирована таким образом, что испускаемые соединением фотоны света фокусируются вверх через куполообразную верхнюю часть светодиода, которая действует как линза. Вот почему излучаемый свет выглядит ярче сверху светодиода.

Как и в обычном диоде, положительная сторона светодиода называется анодом, а отрицательная сторона светодиода называется катодом. Катод обычно обозначается наличием более короткого вывода, чем анод. Кроме того, внешняя сторона пластикового корпуса обычно имеет плоский срез или выемку, которая также может указывать на катодную сторону светодиода.

Не все светодиоды имеют полусферическую форму, некоторые имеют прямоугольную форму, а некоторые имеют цилиндрическую форму, но в основном они построены одинаково.

Читайте так же:
Схема проводки света розетки

Устройство светодиода

Светодиод изначально был устроен так же, как и обычный диод – p-n переход и два вывода. Только корпус из прозрачного компаунда или из металла с прозрачным окном для наблюдения свечения. Но в оболочку прибора научились встраивать дополнительные элементы. Например, резисторы – чтобы включать светодиод в цепь нужного напряжения (12 В, 220 В) без внешней обвязки. Или генератор с делителем для создания мигающих светоизлучающих элементов. Также корпус стали покрывать люминофором, который светится при зажигании p-n перехода – так удалось расширить возможности LED.

Тенденция к переходу на безвыводные радиоэлементы не обошла и светодиоды. SMD-приборы стремительно захватывают рынок осветительной техники, имея преимущества в технологии производства. Такие элементы не имеют выводов. P-n переход монтируется на керамическом основании, заливается компаундом и покрывается люминофором. Напряжение подводится через контактные площадки.

Внутреннее устройство светодиода.

В настоящее время светотехнические устройства стали оснащаться светодиодами, изготовленными по COB-технологии. Суть её в том, что на одной пластине монтируется несколько (от 2-3 до сотен) p-n переходов, соединяемых в матрицу. Сверху все помещается в единый корпус (или формируется модуль SMD) и покрывается люминофором. У такой технологии большие перспективы, но вряд ли она полностью вытеснит другие исполнения СД.

Расчет резистора при параллельном соединении светодиодов

Данное подключение является не желательным и я его не рекомендую применять на практике. Связано это с тем что, у каждого светодиода присутствует технологическое падение напряжения и даже если все светодиоды из одной упаковке – это не является гарантией, что у них падение напряжение будет одинаково из-за технологии производства.

В результате у одного светодиода, ток будет больше чем у других и если он превысить максимально допустимый ток, он выйдет из строя. Следующий светодиод перегорит быстрее, так как через него уже будет проходить оставшийся ток, распределенный между другими светодиодами и так до тех пор, пока все светодиода не выйдут из строя.

Читайте так же:
Соответствие тока нагрузки сечению кабеля

Рис.4 – Схема подключения светодиодов при параллельном соединении
Рис.4 – Схема подключения светодиодов при параллельном соединении

Решить данную проблему можно подключив к каждому светодиоду свой резистор, как это показано на рис.5.

Рис.5 – Схема подключения светодиодов и резисторов при параллельном соединении
Рис.5 – Схема подключения светодиодов и резисторов при параллельном соединении

фото: Индекс цветопередачи показывает, насколько эффективно работает источник белого света

Индекс цветопередачи показывает, насколько эффективно работает источник белого света, точно отображая цвета, которые он освещает. Идеальный параметр CRI будет равен 1; приемлемый CRI для большинства систем освещения в сфере жилой и коммерческой недвижимости — выше 0,8. Следует избегать устройств с индексом цветопередачи ниже 0,8.

Принцип работы диодов для чайников

Чтобы понять, как работает светодиод, нужно знать, что такое p-n-переход. Это область, в которой соприкасаются полупроводники p и n типа, в результате чего один тип проводимости переходит к другому. N тип содержит электроны проводимости как носители заряда. Полупроводник p типа носитель положительного заряда (дырки).

Анод (p типа) является положительным электродом, катод (n типа) это отрицательный электрод. Внешняя поверхность катода и анода содержит контактные металлические площадки с припаянными выводами. Когда к аноду подается положительный заряд электричества, а к катоду отрицательный, то на р-n переходе между кристаллом катодом начинает течь ток.

Если включение прямое, то электроны из n и области и дырки из p-области устремятся навстречу друг другу. В процессе легирования (обмена электронами) на границе дырочно – электронного перехода произойдет их обмен. Если отрицательное напряжение подается со стороны материала n-типа, то происходит прямое смещение. При рекомбинации (обмене) выделяется энергия в виде фотонов.

Чтобы поток фотонов преобразовать в видимый свет, материал подбирают так, что длина волны фотонов находится в пределах видимой области цветового спектра длиной волны от 700 до 400 нм.

Чтобы упрастить работу с диодными осветительными приборами или, например, гирляндами, узнайте как проверить светодиод мультиметром.

Читайте так же:
Сечение кабеля по мощности 24в постоянного тока

Устройство светодиода

Существующие на сегодняшний день светодиоды бывают следующих видов:

  • индикаторные – с маленькой мощностью, для подсветки в приборах;
  • осветительные – с большой мощностью, уровень освещенности соответствует обычным (люминесцентным и вольфрамовым) источникам света.

По типу соединения индикаторные делятся на:

  • тройные AIGaAs (алюминий – галлий – мышьяк) – оранжевый и желтый свет в областях видимого цветового спектра;
  • тройные GaAsP (галлий – мышьяк – фосфор) – желто-зеленый и красный свет в областях видимого спектра;
  • двойные GaP (галлий – фосфор) – оранжевый и зеленый свет в областях видимого спектра.

Светодиодные элементы различаются по типу корпуса:

  • DIP – оснащены встроенной оптической системой из линзы, кристалла и парой контактов. Устаревшая модель самой низкой мощности, используются для подсветки игрушек, световых табло;
  • Superflux или «пиранья» – аналогичные DIP, оснащены четырьмя контактами, лучше крепятся и меньше нагреваются за счет радиатора для светодиода. Используются для подсветки в автомобилях;
  • SMD – наиболее распространенный тип для множества источников света. Представляют собой чип (кристалл), смонтированный непосредственно на поверхности платы;
  • COB – усовершенствованные светодиоды SMD. Оснащены несколькими кристаллами (чипами), установленными на одну плату. Монтируются на керамические и алюминиевые основания.

SMD светодиод

Более совершенные модели СОВ все же не всегда могут заменить SMD светодиоды.

Выгода от применения светодиодных ламп. Расчет

Обзор был бы неполным без практического сопоставления двух ламп в длительной перспективе. Возьмем, например, лампочку накаливания 40 Вт. Далее предположим, что человек в среднем использует ее 6 часов в день, то есть в сумме за 365 дней это будет составлять около 87600 Вт/час в год.

Эквивалентная светодиодная лампа, в зависимости от производителя, потребляет 4,5 Вт или 9855 Вт/час в год. Подводя простой итог, вывод напрашивается сам собой: лампа накаливания потребляет в 8,88 раза больше энергии.

Читайте так же:
Розетка для телевизионного кабеля sat

Как выбрать светодиодную лампу?
Подробнее!

Недостатки ЛЕД ламп

Есть, конечно же, в led освещение и минусы, о которых стоит упомянуть. Прежде всего, это его цена. В данный момент среди аналогов их стоимость более высокая. Но выше описана низкая потребность в мощности светодиодных ламп и более длительный срок работы с лихвой компенсируют высокие цены.

Уровень нагрева светодиодных источников гораздо ниже, чем у ламп накаливания, но все же присутствует и может оказать негативное влияние на систему освещения. На этот счет в моделях установлены специальные теплоотводящие радиаторы, но установка моделей с большой мощностью требует дополнительных мер охлаждения.

Выводы

В целом led уверенно держит пальму лидерства на рынке освещения. И хотя до сих пор бытует мнение, что свет лампочки накаливания более приятен для глаз, но и здесь светодиодный аналог может переиграть своего визави за счет большого выбора цвета свечения — от теплого к холодному. Но выбор, как всегда, за покупателем.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector