Shik-v-dom.ru

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

Расчет сопротивления для светодиода

Расчет сопротивления для светодиода

Светодиод – нелинейный полупроводниковый прибор, которому для правильной и надежной работы необходим стабильный ток. Перегрузки по току могут вывести светодиод из строя. Самый простой вариант схемы питания в таком случае – ограничительный резистор, включенный последовательно. Расчет номинального сопротивления и мощности резистора для светодиода не очень сложная задача, если правильно понимать физику процесса. Рассмотрим общие принципы такого расчета, а затем разберем несколько конкретных примеров из практики.

Два основных принципа о том как можно подключить светодиод к 12 вольтам или понизить напряжение на нагрузке

Прежде, чем перейти к конкретным схемам и их описаниям, хотелось бы сказать о двух принципиально разных, но возможных вариантах подключения светодиода к 12 вольтовой сети.

Первый, это когда напряжение падает за счет того, что последовательно светодиоду подключается дополнительное сопротивление потребителя, в качестве которого выступает микросхема-стабилизатор напряжения. В этом случае определенная часть напряжения теряется в микросхеме, превращаясь в тепло. А значит вторая, оставшаяся, достается непосредственно нашему потребителю — светодиоду. Из-за этого он и не сгорает, так как не все суммарное напряжение проходит через него, а только часть. Плюсом применения микросхемы является тот факт, что она способна в автоматическом режиме поддерживать заданное напряжение. Однако есть и минусы. У вас не получиться снизить напряжение ниже уровня, на которое она рассчитана. Второе. Так как микросхема обладает определенным КПД, то падение относительно входа и выхода будет отличаться на 1-1,5 вольта в меньшую сторону. Также для применения микросхемы вам необходимо будет применить хороший рассеивающий радиатор, установленный на ней. Ведь по сути тепло выделяемое от микросхемы, это и есть невостребованные нами потери. То есть то, что мы отсекли от большего потенциала, чтобы получить меньший.

Второй вариант питания светодиода, когда напряжение ограничивается за счет резистора. Это сродни тому, если бы большую водопроводную трубы взяли бы и сузили. При этом поток (расход и давление) снизились бы в разы. В этом случае до светодиода доходит лишь часть напряжения. А значит, он также может работать без опасности быть сожженным. Минусом применения резистора будет то, что он также имеет свой КПД, то есть также тратит невостребованное напряжение в тепло. В этом случае бывает трудно установить резистор на радиатор. В итоге, он не всегда подойдет для включения в цепь. Также минусом будет являться и то обстоятельство, что резистор не поддерживает автоматического удержания напряжение в заданном пределе. При падении напряжения в общей цепи, он подаст настолько же меньшее напряжение и на светодиод. Соответственно обратная ситуация произойдет при повышении напряжения в общей цепи.

Конечно, тот и другой вариант не идеальны, так при работе от портативных источников энергии каждый из них будет тратить часть полезной энергии на тепло. А это актуально! Но что сделать, таков уж принцип их работы. В этом случае источник питания будет тратить часть своей энергии не на полезное действие, а на тепло. Здесь панацеей является использование широтно-импульсной модуляции, но это значительно усложняет схему… Поэтому мы все же остановимся на первых двух вариантах, которые и рассмотрим на практике.

Пример расчета

Имеем напряжение питания 12В, зеленый светодиод. Нужно рассчитать сопротивление и мощность токоограничивающего резистора. Падение напряжения на нужном нам зеленом светодиоде равно 2,4 В, номинальный ток 20 мА. Отсюда вычисляем напряжение, падающее на балластном резисторе.

Читайте так же:
Схема выключателя для светодиодного фонаря

U (R) = E – U (Led) = 12В – 2,4В = 9,6В.

R = U (R)/ I = 9,6В/0,02А = 480 Ом.

P = U (R) ⋅ I = 9,6В ⋅ 0,02А = 0,192 Вт

Из ряда стандартных сопротивлений выбираем 487 Ом (ряд Е96), а мощность можно выбрать 0,25 Вт. Такой резистор нужно заказать.

В том случае, если нужно подключить несколько светодиодов последовательно, подключать их к источнику питания можно также с помощью только одного резистора, который будет гасить избыточное напряжение. Его расчет производится по указанным выше формулам, однако, вместо одного прямого напряжения U (Led) нужно взять сумму прямых напряжений нужных светодиодов.

Если требуется подключить несколько светоизлучающих элементов параллельно, то для каждого из них требуется рассчитать свой резистор, так как у каждого из полупроводников может быть свое прямое напряжение. Вычисления для каждой цепи в таком случае аналогичны расчету одного резистора, так как все они подключаются параллельно к одному источнику питания, и его значение для расчета каждой цепи одно и то же.

Чтобы сделать правильные вычисления, необходимо выполнить следующее:

  1. Выяснение прямого напряжения и тока светодиода.
  2. Расчет падения напряжения на нужном резисторе.
  3. Расчет сопротивления резистора.
  4. Подбор сопротивления из стандартного ряда.
  5. Вычисление и подбор мощности.

Онлайн-калькулятор светодиодов

Онлайн-калькулятор

Этот несложный расчет можно сделать самому, но проще и эффективнее по времени воспользоваться калькулятором для расчета резистора для светодиода. Если ввести такой запрос в поисковик, найдется множество сайтов, предлагающих автоматизированный подсчет. Все необходимые формулы в этот инструмент уже встроены и работают мгновенно. Некоторые сервисы сразу предлагают также и подбор элементов. Нужно будет только выбрать наиболее подходящий калькулятор для расчета светодиодов, и, таким образом, сэкономить свое время.

Калькулятор светодиодов онлайн – не единственное средство для экономии времени в вычислениях. Расчет транзисторов, конденсаторов и других элементов для различных схем уже давно автоматизирован в интернете. Остается только грамотно воспользоваться поисковиком для решения этих задач.

Светодиоды – оптимальное решение для многих задач освещения дома, офиса и производства. Обратите внимание на светильники Ledz. Это лучшее соотношение цены и качества осветительной продукции, используя их, вам не придется самим делать расчеты и собирать светотехнику.

Нагрузочный резистор для светодиода в автомобиль

Многие любители тюнинга автомобилей предпочитают менять лампы подсветки кнопок, бардачка, багажника, салона, а зачастую и габаритных огней на светодиоды. Их преимущества очевидны: они более договечны, имеют низкое энергопотребление по сравнению с лампами накаливания при большей светоотдаче, не нагреваются как лампы.
При всем этом просто взять светодиод и установить его вместо лампы накаливания не получится. В данной статье рассмотрим, как правильно производить замену обычных ламп на светодиоды и как их правильно подключать в автомобиле.

Итак, для представления полной картины нам необходимо уяснить, что:

  • Напряжение бортовой сети автомобиля при заведенном двигателе составляет 13-14,5 В.
  • Напряжение питания светодиода – в среднем 3,5 В. Причем оно различается. Для желтых и красных цветов это 2-2,5 В; для белых, синих, зеленых – 3-3,8 В.
  • Средний ток малых светодиодов – 20 мА.
  • Контакты светодиода имеют полярность, плюс и минус. Если перепутать полярность, светодиод гореть не будет.
Читайте так же:
Провода для подсветки компьютера

Соответственно, подключать светодиоды напрямую к бортовой сети автомобили нельзя, они сразу же выйдут из строя.

Как же тогда их подключать?

В продаже имеются готовые светодиодные кластеры, которые уже рассчитаны на питание в 12 В. Они обычно состоят из трех светодиодов и резистора, на котором гасится лишнее напряжение. По такому же принципу устроена и светодиодная лента, которая состоит из параллельно соединенных кластеров. Резать ее нужно только в специально отмеченных местах, которые являются местами соединения параллельных кластеров.
Правда, при снижении питающего напряжения яркость диодов будет тоже падать, а при повышении – возрастать, так что если напряжение в бортовой сети автомобиля плавает, то тоже самое будет происходить и со светом диодов.

По такому же принципу можно сделать такой кластер своими руками, соединив необходимое количество светодиодов последовательно (плюс одного к минусу другого), а получившиеся 2 вывода на концах цепочки – к бортовой сети.
Например, светодиодов, рассчитанных на напряжение 3,5 В (белые) понадобится 3 штуки (3 х 3,5 = 10,5 В). Оставшееся напряжение компенсируем резистором сопротивлением 100 – 150 Ом с мощностью рассеивания 0,5 Вт.

Вот таким образом можно включить нужное количество светодиодов, собирая их отрезками по 3 штуки с резистором, и соединяя отрезки параллельно. Где это можно применить на практике, расскажет эта статья.

Номинал гасящего резистора рассчитывается по закону Ома. Если вы с этим не знакомы, то на практике можно для бортовой сети автомобиля принять следующие номиналы сопротивлений: для одного светодиода – 500 Ом, для двух – 300 Ом, для трех, как указано выше – 150 Ом.

Для желающих освоить практический метод подбора сопротивлений для питания светодиодов в автомобиле рассмотрим его подробнее.

Для этого нам понадобится мультиметр, способный замерять напряжение и ток. Подойдет и простейший китайский. Вот как он может выглядеть:

Закон Ома для нашего участка цепи со светодиодом и резистором выглядит так: R = U/I (R – сопротивление, Ом; U- напоряжение, В; I – ток, А). Таким образом, чтобы получить требуемое сопротивление, нужно разделить напряжение, которое требуется погасить на величину тока, которую нужно получить в нашей цепи.

Возьмем для примера белый светодиод со следующими параметрами: напряжение питания – 3,5В, номинальный рабочий ток – 20 мА (или 0,02 А).

Мультиметром замеряем напряжение в точке подключения светодиода (если это габаритный огонь – то на контактах патрона лампы габарита) при заведенном двигателе, допустим мы получили 13 В.

Если мы подключаем один светодиод, то нужно вычесть из величины замеренного напряжения номинальное напряжение, на которое рассчитан светодиод (3,5 В).

Ток в нашей цепи должен не превышать 0,02А, чтобы светодиод не вышел раньше времени из строя.

Тогда величина сопротивления будет:

9,5 / 0,02 = 475 (Ом)

Чтобы наш резистор в процессе работы не сгорел от перегрева, вычисляем мощность, на которую он должен быть рассчитан. Для этого надо умножить гасимое им напряжение (9,5 В) на ток в цепи (0,02 А).

9,5 х 0,02 = 0,19 (Вт)

Берем с запасом, то есть от 0,5 до 1 Вт.

Теперь у нас есть данные резистора: не менее 475 Ом, мощность 0,5 -1 Вт, берем эти цифры и идем с ними в радиолавку.

Читайте так же:
Розетки вместе с освещением

Убедиться в правильности расчетов можно померяв ток в нашей цепи при помощи того же мультиметра. Для этого щупы мультиметра нужно включить в разрыв между резистором и светодиодом.

Он должен показать не более 0,02А, на которые рассчитан светодиод, больший рабочий ток резко сократит срок его службы.

Таким образом можно подключать и несколько светодиодов, нужно только знать рабочее напряжение светодиодов и их ток, и рассчитать номинал резистора, подставив данные в формулу выше.

Также полезно подключить к светодиоду обычный диод обратной полярностью, для защиты нашего светодиода от напряжения обратной полярности, которого он очень не любит. Необходимо для применения в отечественных авто преклонного возраста.

На сегодня все, в следующей статье рассмотрим более продвинутый способ запитывания светодиодов в автомобиле при помощи стабилизатора.

Современные автомобили, преимущественно произведенные в Европе, в бортовом компьютере оснащены системой контроля состояния ламп. Если владелец решил сменить штатные лампочки на светодиодные, он может столкнуться с некоторыми проблемами. Дело в том, что малое потребление электроэнергии светодиодными автомобильными лампами определяется компьютером как неисправность.

Что такое обманка

Такая деталь, как обманка (или резистор), позволяет решить вышеуказанную проблему. Устройство создает оптимальную нагрузку цепи током, превышающую ту, что дают светодиодные лампы для автомобилей. Другими словами, происходит имитация активного потребления электричества до порога, который расценивается системой контроля как норма, и она не срабатывает.

Конечно, многие автомобилисты уже давно оценили практичность LED-автоламп, и позаботились о том, чтобы заменить стоковые приборы на них. Однако, например, при установке освещения на светодиодах в поворотники, реле поворотов реагирует так, словно лампа перегорела. Это происходит потому, что реле рассчитано на мощность, характерную для галогеновых устройств. Специальные контроллеры для светодиодных ламп стоят немало, и обманка – отличный выход из ситуации.

Наш интернет-магазин предлагает широкий ассортимент обманок для светодиодной лампы с цоколем W5W (T10), H7, HB3 / HB4, W21/5W (7443), H8/H11/H16 и других, а также автомобильный нагрузочный резистор-обманку для указателей поворота. Продукция тщательно отобрана и прошла проверку на работоспособность.

Помимо реле существует еще одна проблема: бортовой компьютер. В транспортных средствах при подключении LED-ламп начинает мигать сигнал на приборной панели. Более продвинутые системы отключают питание или переключают ее на другие фонари (к примеру, стоп-сигнал будет перенесен на противотуманные фары).

Как установить обманку

Монтаж резистора выполняется посредством коннекторов, входящих в комплект. Они не портят провода, несмотря на то, что установка производится через небольшой разрез изолирующего материала, так обеспечивается контакт с проводником. Демонтаж происходит также просто, без каких-либо видимых следов установки.

Этапы монтирования обманок:

  • Через реле с помощью двух проводов «+» и «-» от источника питания к лампочке подается напряжение.
  • Параллельно в цепь подключается резистор. Один из его проводов коннектором соединяется с плюсом, второй – с минусом.
  • Обязательно обратить внимание на отсутствие соприкосновения обманки и пластика в машине. Во время работы резисторы греются, и пластиковые детали могут расплавиться под действием высокой температуры.
  • В результате образуется бесперебойная система, полностью соответствующая заводским характеристикам.

Технические параметры:

  • предельная рассеиваемая мощность: 18-50 Вт;

Термин «мощность» не означает потребляемую электроэнергию резистором. Это предельная рассеиваемая мощность, та энергия, которая может быть разнесена без перегрева. Обманки позволяют без особых усилий решить вопросы с подсоединением светодиодных ламп, которые дают яркий свет и обладают превосходными эксплуатационными свойствами. Качественное освещение – залог вашей безопасности в дорожном движении!

Читайте так же:
Посудомоечная машина розетка или кабель

Звоните, пишите или воспользуйтесь формой обратной связи

Обманка для светодиодов T10 W5W устанавливается для предотвращения возникновения ошибки компьютера при замене штатных ламп накаливания.

Нагрузочный резистор 50w 8Ohm для светодиодных автоламп 1156 (P21W) устанавливается для предотвращения ошибки и быстрого мигания поворотников.

Нагрузочный резистор 50w 8Ohm для светодиодных автоламп H11 устанавливается для предотвращения ошибки и быстрого мигания поворотников.

Нагрузочный резистор 50w 8Ohm для светодиодных автоламп H7 устанавливается для предотвращения ошибки и быстрого мигания поворотников.

Нагрузочный резистор 25w 8Ohm для светодиодных автоламп устанавливается для предотвращения ошибки и быстрого мигания поворотников.

Нагрузочный резистор 50w 6Ohm для светодиодных автоламп устанавливается для предотвращения ошибки и быстрого мигания поворотников.

Реле указателей поворотов для светодиодных автоламп устанавливаются для предотвращения ошибки и быстрого мигания поворотников. При установке реле указателей поворота не требуется установка дополнительных нагрузочных резисторов для светодиодов.

Реле указателей поворотов для светодиодных автоламп устанавливаются для предотвращения ошибки и быстрого мигания поворотников. При установке реле указателей поворота не требуется установка дополнительных нагрузочных резисторов для светодиодов.

Реле указателей поворотов для светодиодных автоламп устанавливаются для предотвращения ошибки и быстрого мигания поворотников. При установке реле указателей поворота не требуется установка дополнительных нагрузочных резисторов для светодиодов.

Расчет светодиодов

Расчет светодиодов-1

Расчет светодиодов — LED-диод, это неотъемлимый элемент современной электроники, который используется практически во всех радиоэлектронных устройствах. Принцип его работы следующий: при подачи на него определенного значения постоянного тока, прибор начинает светится.

Существуют светодиоды различных цветов свечения, которое обусловливается применяемым материалом для его изготовления.

Специфика включения светодиодного прибора

Вольт-Амперная характеристика у светодиода аналогична той, которую имеет стандартный диод полупроводникового типа. Вместе с тем, когда в цепи светодиода возрастает напряжение прямой направленности, идущий через него ток стремительно увеличивается. Взять для примера фирменный светодиод зеленого свечения, то если подавать на него прямое напряжение в диапазоне от 1.8v до 2v, ток может увеличиться в пять раз, то есть составит 10мА.

Следовательно, включение светодиода по схеме прямой направленности напряжения, даже при незначительном увеличении напряжения, постоянный ток может повысится до критической величины. А при возрастании тока до пикового значении, чревато выходом из строя светодиода.

Поэтому, что бы предохранить данный полупроводниковый прибор от возможного пробоя, подавать на него напряжение необходимо от стабилизированного источника тока, то есть — драйвера.

При использовании драйвера с постоянным стабилизированным током обеспечиваются лучшие характеристики излучения светодиода, и, кроме того, увеличивается срок его работы. Однако такие источники тока дорогие и используются только для ответственных случаев.

В случае, если цепь со стабилизированным напряжением в схеме отсутствует, тогда для защиты светодиода применяется постоянный резистор в качестве ограничивающего ток сопротивления. Такой гасящий резистор включается последовательно в цепь светодиода. Чтобы точно определить номинальное значение такого резистора, нужно воспользоваться ниже приведенной формулой:

Это популярный в радиоэлектронике закон Ома, с помощью которого можно легко определить номинальное значение сопротивления на определенном участке электрического тракта.

Расчет светодиодов-2

R=U/I, где:

R — сопротивление, Ом;
U — напряжение на участке цепи, В;
I — ток, протекающий в цепи, А.

В общем, принцип расчета сопротивления такой: определяем требуемую величину рабочего тока прибора — Iсв и номинальное напряжение для его работы — Uсв. При этом нужно учитывать постоянное напряжение, от которого питается вся схема — Uпит, далее уже высчитывается номинальное значение ограничительного сопротивления — Rогр:

Читайте так же:
Почему не работает розетка при включенном свете

Коэффициент 0,75 в этом случае применяется для сохранения определенного запаса.

Получив номинальное значение сопротивления, теперь необходимо найти наиболее приближенный к нему номинал постоянного резистора.

Теперь нужно определить мощность рассеивания гасящего резистора:

Pрас =Iсв²*Rогр, где:

Pрас — мощность, рассеиваемая на ограничивающем резисторе, Вт;
Iсв — ток светодиода, А;
Rогр – сопротивление ограничивающего резистора, Ом.

Узнав мощность рассеивания ограничительного резистора, теперь нужно найти компонент с предельно допустимыми параметрами.

Включение светодиодов по параллельной и последовательной схеме

Используя параллельное включение LED-источника, следует помнить, что в случае задействования только одного гасящего сопротивления может привести к его перегреву.

Расчет светодиодов-3

Применяя схему параллельного включения LED-приборов, необходимо в разрыв цепи диода всегда устанавливать свой, персональный резистор ограничения тока. Способ расчета номинальной мощности и сопротивления этого резистора высчитывается аналогичным методом, приведенным выше. Используя схему последовательного включения, цепь желательно составлять из идентичных друг другу приборов.

Помимо этого, нужно взять во внимание то, что действующее в схеме напряжение должно составлять немногим большее значение, чем потребляющее всеми LED-диодами одновременно

Вычисление номинала ограничительного резистора для использования в схеме последовательного соединения, производится таким же образом, как показано выше. Хотя, есть некоторое исключение, состоящее в том, что при подсчете, взамен значения Uсв применяется значение Uсв*N. В приведенном примере буква N означает число соединенных в цепь LED-приборов.

Регулируемый блок питания с защитой от кз своими руками

Этот лабораторный блок питания собран на специализированной микросхеме LM723. Он позволяет регулировать выходное напряжение от 2 до 30 В, имеет защиту от короткого замыкания и обеспечивает ток до 20 А.

Сердцем устройства является микросхема, представляющая собой регулятор напряжения с защитой от перегрузки. Поскольку выходная мощность микросхемы невелика, она оснащена мощным ключом, собранным на транзисторах VT1-VT5. Резисторы R4, R6, R8, R10 – токовыравнивающие. Они компенсируют разброс коэффициентов передачи транзисторных ключей.

Датчик тока собран на резисторах R5, R7, R9, R11, включенных параллельно. Он подключен к выводам 2 и 3 микросхемы. Как только напряжение на этих выводах станет больше 0.6 В, сработает защита по току и закроет силовые транзисторы. Резистор R2 служит для регулировки выходного напряжения. Мощные транзисторы установлены на общий радиатор площадью около 1000 см2. Изолировать их от радиатора не нужно.

Вместо указанных на схеме 2N3055 можно установить КТ819. Выпрямительные диоды должны выдерживать ток 30 А и обратное напряжение не ниже 50 В. Трансформатор выдает напряжение 35 В и обеспечивает ток 25 А.

Вот мы и закончили краткий обзор схем защиты от КЗ, которые можно использовать в блоках питания и зарядных устройствах. Несмотря на то, что конструкции довольно простые, они вполне справятся со своей задачей и спасут жизнь блоку питания при небрежном с ним обращении.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector