Smd светодиоды – характеристики, даташиты, онлайн калькулятор расчета резистора

Содержание
  1. Справочная таблица параметров популярных SMD светодиодов с даташитами
  2. Онлайн калькуляторы для определения номинала резисторовпо цветовой маркировке
  3. Онлайн калькулятор для определения сопротивления резисторовмаркированных 4 цветными кольцами
  4. Расчет резистора для светодиода, калькулятор
  5. Онлайн калькулятор
  6. Основные параметры
  7. Особенности дешёвых ЛЕД
  8. SMD резисторы. Маркировка SMD резисторов, размеры, онлайн калькулятор
  9. SMD резисторы
  10. Размеры SMD резисторов и их мощность
  11. Маркировка SMD резисторов
  12. Маркировка с 3 и 4 цифрами
  13. Маркировка EIA-96
  14. Онлайн калькулятор SMD резисторов
  15. Расчет и подбор сопротивления для светодиода
  16. Теория
  17. Математический расчет
  18. Графический расчет
  19. В каких случаях допускается подключение светодиода через резистор?
  20. Примеры расчетов сопротивления и мощности резистора
  21. Cree XM–L T6
  22. Пример с LED SMD 5050
  23. Онлайн-калькулятор
  24. Онлайн расчет резистора для светодиода
  25. Правильный расчет резистора для светодиода, подбор резистора по цветовой маркировке + онлайн калькулятор
  26. Расчет резистора светодиода (по формулам)
  27. Пример расчета резистора для светодиода 12 В
  28. Параллельное соединение
  29. Почему нельзя использовать один резистор для нескольких параллельных диодов
  30. Можно ли обойтись без резисторов?
  31. Калькулятор расчета сопротивления для светодиодов
  32. Как рассчитать сопротивление токоограничивающих резисторов
  33. Справочная таблица параметров SMD светодиодов, онлайн калькулятор для расчета номинала и мощности токоограничивающего резистора
  34. Калькулятор для расчета параметров токоограничивающего резистора для LED
  35. Калькулятор для определения номинала резисторов по цветовой маркировке
  36. Расчет резистора для светодиода: онлайн калькулятор
  37. Образные сравнения
  38. Зачем светодиодам резистор?
  39. Зачем каждому светодиоду свой резистор?
  40. Замечания и рекомендации
  41. Разновидности
  42. Как правильно подсчитать напряжение и сопротивление
  43. Как подключать
  44. Маркировка SMD-резисторов
  45.  
  46. Как пользоваться калькулятором
  47. Теория
  48. Таблица размеров и технических характеристик популярных SMD резисторов
  49. Расчёт резистора для светодиода: формулы подбора сопротивления, онлайн-калькулятор
  50. Устройство радиоэлемента
  51. Характеристики светодиодов
  52. Способы подключения
  53. Одиночный элемент
  54. Параллельная цепь
  55. Пример расчёта
  56. Браузерные онлайн-калькуляторы

Справочная таблица параметров популярных SMD светодиодов с даташитами

Smd светодиоды – характеристики, даташиты, онлайн калькулятор расчета резистора

Воспользовавшись справочными данными из ниже приведенной таблицы с техническими характеристиками наиболее популярных SMD светодиодов, Вы сможете при самостоятельном изготовлении подсветок и светильников, или, покупая готовые источники света, рассчитать и оценить их светотехнические возможности. С помощью данных из таблицы сможете определить параметры светодиодной ленты в случае отсутствия на ней маркировки.

Кликнув по надписи синего цвета, обозначающей типа светодиода, Вы можете ознакомиться с даташитом от производителя, хранящегося непосредственно на сайте. В даташитах приведены более подробные технические характеристики обыкновенных и сверхярких светодиодов с учетом величины протекающего через них тока и температуры окружающей среды.

Электрическая схема расположения кристаллов в светодиоде LED-RGB-SMD5050 и схема его включения в светодиодной ленте приведена в статье сайта Подключение светодиодных лент.

В настоящее время подавляющее число ламп, светильников, светодиодных лент и модулей изготовлены с использованием одного из типов светодиодов, приведенных в таблице. Срок службы SMD светодиодов по заявлению производителей составляет не менее 80000 часов.

При самостоятельном изготовлении светодиодных источников света и светильников необходимо рассчитать номинал и мощность токоограничивающего резистора.

Для упрощения этой задачи представляю в помощь специальный онлайн калькулятор, с помощью которого Вы сможете рассчитать сопротивление и мощность требуемого резистора в зависимости от типа светодиода, их количества и напряжения источника питания.

Параметр «Напряжение падения на одном LED» берется наибольшее значение из последней колонки таблицы, «Максимально допустимый ток через LED» из предпоследней колонки.

Если в наличии нет резистора нужной мощности, то его можно заменить несколькими резисторами одинакового номинала меньшей мощности, включив их последовательно или параллельно.

При этом мощность, рассеиваемая на одном резисторе, будет равна расчетной мощности, деленной на количество резисторов. Величина резисторов при последовательном включении уменьшится и будет равна расчетной величине, деленной на количество резисторов.

При параллельном включении нужно брать резисторы, номиналом, равным требуемому умноженному на количество резисторов.

Например, в результате расчета необходим резистор мощностью 1 ватт и номиналом 200 Ом. Этот резистор можно заменить четырьмя включенными последовательно резисторами мощностью 0,25 ватт номиналом по 50 Ом. При этом если светодиодов, например, пять, то впаять резисторы можно по одному между диодами.

Подключать непосредственно к источнику питания, батарейке или аккумулятору один или несколько соединенных последовательно светодиодов без токоограничивающего резистора недопустимо, так как это приведет к выходу их из строя.

При питании светодиодов от аккумулятора (батарейки), необходимо учесть, что во время работы светодиодов происходит, в зависимости от степени разряда и емкости аккумулятора, снижение напряжения на его выводах до 20%. Если напряжение холостого хода аккумулятора будет близко к напряжению падения на светодиоде, то он будет светить с пониженной яркостью.

Онлайн калькуляторы для определения номинала резисторов
по цветовой маркировке

Если номинал резистора на корпусе обозначен в виде четырех или пяти цветных колец, то величину его можно определить с помощью одного из ниже приведенного онлайн калькулятора.

Онлайн калькулятор для определения сопротивления резисторов
маркированных 4 цветными кольцами

Расчет резистора для светодиода, калькулятор

Smd светодиоды – характеристики, даташиты, онлайн калькулятор расчета резистора

Светодиод имеет очень небольшое внутреннее сопротивление, если его подключить напрямую к блоку питания, то сила тока будет достаточной высокой, чтобы он сгорел.

Медные или золотые нити, которыми кристалл подключается к внешним выводам, могут выдерживать небольшие скачки, но при сильном превышении перегорают и питание прекращает поступать на кристалл.

Онлайн расчёт резистора для светодиода производится на основе его номинальной рабочей силы тока.

Онлайн калькулятор

Предварительно составьте схему подключения, чтобы избежать ошибок в расчётах. Онлайн калькулятор покажет вам точное сопротивление  в Омах. Как правило окажется, что резисторы с таким номиналом не выпускаются, и вам будет показан ближайший стандартный номинал.

Если не удаётся сделать точный подбор сопротивления, то используйте больший номинал. Подходящий номинал можно сделать подключая сопротивление параллельно или последовательно. Расчет сопротивления для светодиода можно не делать, если использовать мощный переменный или подстроечный резистор. Наиболее распространены типа 3296 на 0,5W.

При использовании питания на 12В, последовательно можно подключить до 3 LED.

Резисторы бывают разного класса точности, 10%, 5%, 1%. То есть их сопротивление может погрешность в этих пределах в положительную или отрицательную сторону.

Чтобы определить полярность можно подать небольшое напряжение или использовать функцию проверки диодов на мультиметре. Отличается от режима измерения сопротивления, обычно подаётся от 2В до 3В.

Основные параметры

Отличие характеристик кристаллов для дешевых ЛЕД

Так же при расчёте светодиодов следует учитывать разброс параметров, для дешевых они будут максимальны, для дорогих они будут более одинаковыми.  Чтобы проверить этот параметр, необходимо включить их в равных условиях, то есть последовательно.

Уменьшая тока или напряжение снизить яркость до слегка светящихся точек. Визуально вы сможете оценить, некоторые будут светится ярче, другие тускло.  Чем равномернее они горят, тем меньше разброс.

Калькулятор расчёта резистора для светодиода подразумевает, что характеристики светодиодных чипов идеальные, то есть отличие равно нулю.

Напряжение падения для распространенных моделей маломощных до 10W может быть от 2В до 12В. С ростом мощности увеличивается количество кристаллов в COB  диоде, на каждом есть падение. Кристаллы включаются цепочками последовательно, затем они объединяются в параллельные цепи. На мощностях от  10W до 100W снижение растёт с 12В до 36В.

Этот параметр должен быть указан в технических характеристиках LED чипа  и зависит от назначения:

  • цвета синий, красный, зелёный, желтый;
  • трёхцветный RGB;
  • четырёхцветный RGBW;
  • двухцветный, теплый и холодный белый.

Особенности дешёвых ЛЕД

Прежде чем подобрать резистор для светодиода на онлайн калькуляторе, следует убедится в параметрах диодов. Китайцы на Aliexpress продают множество led, выдавая их за фирменные. Наиболее популярны модели  SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730. Всё самое плохое обычно делается под брендом Epistar.

Например, чаще всего китайцы обманывают на SMD5630 и SMD5730. Цифры в маркировке обозначают лишь размер корпуса 5,6мм на 3,0мм.

В фирменных такой большой корпус используется для установки мощных кристаллов на 0,5W , поэтому у покупателей диодов СМД5630 напрямую ассоциируется с мощностью 0,5W.

Хитрый китаец этим пользуется, и в корпус 5630 устанавливает дешевый и слабенький кристалл в среднем на 0,1W , при этом указывая потребление энергии 0,5W.

Китайские светодиодные лампы кукурузы

Наглядным примером будут автомобильные лампы и светодиодные кукурузы, в которых поставлено большое количество слабеньких и некачественных ЛЕД чипов. Обычный покупатель считает, чем больше светодиодов чем лучше светит и выше мощность.

Автомобильные лампы на самых слабых лед 0,1W

Чтобы сэкономить денежку, мои  светодиодные коллеги ищут приличные ЛЕД на Aliexpress. Ищут хорошего продавца, который обещает определённые параметры, заказывают , ждут доставку месяц.

После тестов оказывается, что китайский продавец обманул, продал барахло. Повезёт, если на седьмой раз придут приличные диоды, а не барахло.

 Обычно сделают 5 заказов, и не добившись результата и идут делать заказ в отечественный магазин, который может сделать обмен.

Free Download WordPress ThemesFree Download WordPress ThemesDownload Nulled WordPress ThemesFree Download WordPress ThemesDownload WordPress Themes Freelynda course free download

SMD резисторы. Маркировка SMD резисторов, размеры, онлайн калькулятор

Smd светодиоды – характеристики, даташиты, онлайн калькулятор расчета резистора

В общем, термин SMD (от англ. Surface Mounted Device) можно отнести к любому малогабаритному электронному компоненту, предназначенному для монтажа на поверхность платы по технологии SMT (технология поверхностного монтажа).

SMT технология (от англ. Surface Mount Technology) была разработана с целью удешевления производства, повышению эффективности изготовления печатных плат с использованием более мелких электронных компонентов: резисторов, конденсаторов, транзисторов и т. д. Сегодня рассмотрим один из таких видов резисторов  – SMD резистор.

SMD резисторы

SMD резисторы – это миниатюрные резисторы, предназначенные для поверхностного монтажа. SMD резисторы значительно меньше, чем их традиционный аналог. Они часто бывают квадратной, прямоугольной или овальной формы, с очень низким профилем.

Вместо проволочных выводов обычных резисторов, которые вставляются в отверстия печатной платы, у SMD резисторов имеются небольшие контакты, которые припаяны к поверхности корпуса резистора. Это избавляет от необходимости делать отверстия в печатной плате, и тем самым позволяет более эффективно использовать всю ее поверхность.

В основном термин типоразмер включает в себя размер, форму и конфигурацию выводов (тип корпуса) какого-либо электронного компонента. Например, конфигурация обычной микросхемы, которая имеет плоский корпус с двусторонним расположением выводов (перпендикулярно плоскости основания), называется DIP.

Типоразмер SMD резисторов стандартизированы, и большинство производителей используют стандарт JEDEC. Размер SMD резисторов обозначается числовым кодом, например, 0603. Код содержит в себе информацию о длине и ширине резистора. Таким образом, в нашем примере код 0603 (в дюймах) длина корпуса составляет 0,060 дюйма, шириной 0,030 дюйма.

Мультиварка – ремонт своими руками, схема, устройство

Такой же типоразмер резистора в метрической системе будет иметь код 1608 (в миллиметрах), соответственно длина равна 1,6 мм, ширина 0,8мм. Чтобы перевести размеры в миллиметры, достаточно размер в дюймах перемножить на 2,54.

Размеры SMD резисторов и их мощность

Размер резистора SMD зависит главным образом от необходимой мощности рассеивания. В следующей таблице перечислены размеры и технические характеристики наиболее часто используемых SMD резисторов.

Маркировка SMD резисторов

Из-за малого размера SMD резисторов, на них практически невозможно нанести традиционную цветовую маркировку резисторов.

В связи с этим был разработан особый способ маркировки. Наиболее часто встречающаяся маркировка содержит три или четыре цифры, либо  две цифры и букву, имеющая название EIA-96.

Маркировка с 3 и 4 цифрами

В этой системе первые две или три цифры обозначают численное значение сопротивления резистора, а последняя цифра показатель множителя. Эта последняя цифра указывает степень, в которую необходимо возвести 10, чтобы получить окончательный множитель.

Еще несколько примеров определения сопротивлений в рамках данной системы:

  • 450 = 45 х 100 равно 45 Ом
  • 273 = 27 х 103 равно 27000 Ом (27 кОм)
  • 7992 = 799 х 102 равно 79900 Ом (79,9 кОм)
  • 1733 = 173 х 103 равно 173000 Ом (173 кОм)

Буква “R” используется для указания положения десятичной точки для значений сопротивления ниже 10 Ом. Таким образом, 0R5 = 0,5 Ом и 0R01 = 0,01 Ом.

Маркировка EIA-96

SMD резисторы повышенной точности (прецизионные)  в сочетании с малыми размерами, создали необходимость в новой, более компактной маркировке. В связи с этим был создан стандарт EIA-96. Данный стандарт предназначен для резисторов с допуском по сопротивлению в 1%.

Эта система маркировки состоит из трех элементов: две цифры указывают код номинала резистора, а следующая за ними буква определяет множитель. Две цифры представляют собой код, который дает трехзначное число сопротивления (см. табл.)

Например, код 04 означает 107 Ом, а 60 соответствует 412 Ом. Множитель дает конечное значение резистора, например:

  • 01А = 100 Ом ±1%
  • 38С = 24300 Ом ±1%
  • 92Z = 0.887 Ом ±1%

Онлайн калькулятор SMD резисторов

Этот калькулятор поможет вам найти величину сопротивления SMD резисторов. Просто введите код, написанный на резисторе и его сопротивление отразится внизу.

Калькулятор может быть использован для определения сопротивления SMD резисторов, которые маркированы 3 или 4 цифрами, а так же по стандарту EIA-96 (2 цифры + буква).

Хотя мы сделали все возможное, чтобы проверить функцию данного калькулятора, мы не можем гарантировать, что он вычисляет правильные значения для всех резисторов, поскольку иногда производители могут использовать свои пользовательские коды.

Поэтому чтобы быть абсолютно уверенным в значении сопротивления, лучше всего дополнительно измерить сопротивление с помощью мультиметра.

Расчет и подбор сопротивления для светодиода

Smd светодиоды – характеристики, даташиты, онлайн калькулятор расчета резистора

Светодиод является полупроводниковым прибором с нелинейной вольт-амперная характеристикой (ВАХ). Его стабильная работа, в первую очередь, зависит от величины, протекающего через него тока. Любая, даже незначительная, перегрузка приводит к деградации светодиодного чипа и снижению его рабочего ресурса.

Чтобы ограничить ток, протекающий через светодиод на нужном уровне, электрическую цепь необходимо дополнить стабилизатором. Простейшим, ограничивающим ток элементом, является резистор.

Расчет резистора для светодиода не является сложной задачей и производится по простой школьной формуле. А вот с физическими процессами, протекающими в p-n-переходе светодиода, рекомендуется познакомиться ближе.

Теория

Математический расчет

Ниже представлена принципиальная электрическая схема в самом простом варианте.В ней светодиод и резистор образуют последовательный контур, по которому протекает одинаковый ток (I).

Питается схема от источника ЭДС напряжением (U). В рабочем режиме на элементах цепи происходит падение напряжения: на резисторе (UR) и на светодиоде (ULED).

Используя второе правило Кирхгофа, получается следующее равенство:или его интерпретация

Значение RLED меняется при изменении условий работы полупроводникового прибора. В данном случае переменными величинами являются ток и напряжение, от соотношения которых зависит величина сопротивления. Наглядным объяснением сказанного служит ВАХ светодиода.

На начальном участке характеристики (примерно до 2 вольт) происходит плавное нарастание тока, в результате чего RLED имеет большое значение.

Затем p-n-переход открывается, что сопровождается резким увеличением тока при незначительном росте прикладываемого напряжения.

Путём несложного преобразования первых двух формул можно определить сопротивление токоограничивающего резистора:ULED является паспортной величиной для каждого отдельного типа светодиодов.

Графический расчет

Имея на руках ВАХ исследуемого светодиода, можно рассчитать резистор графическим способом. Конечно, такой способ не имеет широкого практического применения.

Ведь зная ток нагрузки, из графика можно легко вычислить величину прямого напряжения. Для этого достаточно с оси ординат (I) провести прямую линию до пересечения с кривой, а затем опустить линию на ось абсцисс (ULED).

В итоге все данные для расчета сопротивления получены.

Тем не менее, вариант с использованием графика уникален и заслуживает определенного внимания.

Рассчитаем резистор для светодиода АЛ307 с номинальным током 20 мА, который необходимо подключить к источнику питания 5 В. Для этого из точки 20 мА проводим прямую линию до пересечения с кривой LED.

Далее через точку 5 В и точку на графике проводим линию до пересечения с осью ординат и получаем максимальное значение тока (Imax), примерно равное 50 мА.

Используя закон Ома, рассчитываем сопротивление:Чтобы схема была безопасной и надёжной нужно исключить перегрев резистора. Для этого следует найти его мощность рассеивания по формуле:

В каких случаях допускается подключение светодиода через резистор?

Подключать светодиод через резистор можно, если вопрос эффективности схемы не является первостепенным.

Например, использование светодиода в роли индикатора для подсветки выключателя или указателя сетевого напряжения в электроприборах. В подобных устройствах яркость не важна, а мощность потребления не превышает 0,1 Вт.

Подключая светодиод с потреблением более 1 Вт, нужно быть уверенным в том, что блок питания выдаёт стабилизированное напряжение.

Если входное напряжение схемы не стабилизировано, то все помехи и скачки будут передаваться в нагрузку, нарушая работу светодиода. Ярким примером служит автомобильная электрическая сеть, в которой напряжение на аккумуляторе только теоретически составляет 12 В.

В самом простом случае делать светодиодную подсветку в машине следует через линейный стабилизатор из серии LM78XX. А чтобы хоть как-то повысить КПД схемы, включать нужно по 3 светодиода последовательно.

Также схема питания через резистор востребована в лабораторных целях для тестирования новых моделей светодиодов. В остальных случаях рекомендуется использовать стабилизатор тока (драйвер). Особенно тогда, когда стоимость излучающего диода соизмерима со стоимостью драйвера.

Вы получаете готовое устройство с известными параметрами, которое остаётся лишь правильно подключить.

Примеры расчетов сопротивления и мощности резистора

Чтобы помочь новичкам сориентироваться, приведем пару практических примеров расчета сопротивления для светодиодов.

Cree XM–L T6

В первом случае проведем вычисление резистора, необходимого для подключения мощного светодиода Cree XM–L к источнику напряжения 5 В. Cree XM–L с бином T6 имеет такие параметры: типовое ULED = 2,9 В и максимальное ULED = 3,5 В при токе ILED=0,7 А.

В расчёты следует подставлять типовое значение ULED, так как. оно чаще всего соответствует действительности.Рассчитанный номинал резистора присутствует в ряду Е24 и имеет допуск в 5%.

Однако на практике часто приходится округлять полученные результаты к ближайшему значению из стандартного ряда. Получается, что с учетом округления и допуска в 5% реальное сопротивление изменяется и вслед за ним обратно пропорционально меняется ток.

Поэтому, чтобы не превысить рабочий ток нагрузки, необходимо расчётное сопротивление округлять в сторону увеличения.

Используя наиболее распространённые резисторы из ряда Е24, не всегда удаётся подобрать нужный номинал. Решить эту проблему можно двумя способами. Первый подразумевает последовательное включение добавочного токоограничительного сопротивления, который должен компенсировать недостающие Омы. Его подбор должен сопровождаться контрольными измерениями тока.

Второй способ обеспечивает более высокую точность, так как предполагает установку прецизионного резистора.

Это такой элемент, сопротивление которого не зависит от температуры и прочих внешних факторов и имеет отклонение не более 1% (ряд Е96).

В любом случае лучше оставить реальный ток немного меньше от номинала. Это не сильно повлияет на яркость, зато обеспечит кристаллу щадящий режим работы.

Мощность, рассеиваемая резистором, составит:

Вычислим КПД собранного светильника:

Пример с LED SMD 5050

По аналогии с первым примером разберемся, какой нужен резистор для SMD светодиода 5050. Здесь нужно учесть конструкционные особенности светодиода, который состоит из трёх независимых кристаллов.

Если LED SMD 5050 одноцветный, то прямое напряжение в открытом состоянии на каждом кристалле будет отличаться не более, чем на 0,1 В.

Значит, светодиод можно запитать от одного резистора, объединив 3 анода в одну группу, а три катода – в другую.

Подберем резистор для подключения белого SMD 5050 с параметрами: типовое ULED=3,3 В при токе одного чипа ILED=0,02 А.Ближайшее стандартное значение – 30 Ом.

Принимаем к монтажу ограничительный резистор мощностью 0,25 Вт и сопротивлением в 30 Ом ±5%.

Онлайн-калькулятор

Представленный ниже онлайн калькулятор для светодиодов – это удобное дополнение, которое произведет все расчеты самостоятельно. С его помощью не придётся ничего рисовать и вычислять вручную.

Всё что нужно – это ввести два главных параметра светодиода, указать их количество и напряжение источника питания.

Одним кликом мышки программа самостоятельно произведёт расчет сопротивления резистора, подберёт его номинал из стандартного ряда и укажет цветовую маркировку. Кроме этого, программа предложит уже готовую схему включения.

Дополняя вышесказанное стоит отметить, что если прямое напряжение светодиода значительно ниже напряжения питания, то схемы включения через резистор малоэффективны. Вся лишняя энергия впустую рассеивается резистором, существенно занижая КПД устройства.

Онлайн расчет резистора для светодиода

Smd светодиоды – характеристики, даташиты, онлайн калькулятор расчета резистора

Питание светодиодов не такой простой вопрос, как может показаться. Они крайне чувствительны к режиму, в котором работают и не терпят перегрузок. Самое главное, что нужно запомнить – полупроводниковые излучающие диоды питают стабильным током, а не напряжением.

Даже идеально стабилизированное напряжение не обеспечит поддержки заданного режима, это следствие внутренней структуры и принципа действия полупроводников. Тем не менее при грамотном подходе светодиоды можно подключать к питанию через токоограничивающий или добавочный резистор.

Подготовка паяльника к пайке

Его расчет сводится к элементарному подбору такого сопротивления, на котором будут падать лишние Вольты при заданной величине тока. Давайте рассмотрим, как рассчитать его номинал вручную или воспользоваться онлайн калькулятором.

Хоть и главным параметром для питания светодиода является ток, но есть и такой, как падение напряжения. Это величина необходимая для того, чтобы он зажегся. Отталкиваясь от нее проводят вычисления ограничительного резистора.

Типовые напряжения LED разных типов:

Цвет
Напряжение, В

Белый
2.8-3.2 для маломощных, 3.0 и выше для мощных (более 0.5 Вт)

Красный
1.6-2.0

Зеленый
1.9-4.0

Синий
2.8-3.2

Желтый, оранжевый
2.0-2.2

ИК
До 1.9

УФ
3.1-4.4

Внимание! Если вы не можете найти документацию на имеющийся элемент – при использовании онлайн калькулятора возьмите данные из этой таблицы.

Чтобы сократить теорию, давайте сразу на практике рассчитаем сопротивление для подключения белого светодиода к бортовой цепи автомобиля 12В. Её фактическое значение при заведенном двигателе доходит до 14,2 В, а иногда и выше, значит его и берем для расчетов.

Тогда расчёт сопротивления для светодиода выполняют по закону Ома:

R=U/I

На светодиоде должно упасть усреднено 3 Вольта, значит нужно компенсировать:

Uрез=14,2-3=11,2 В

У обычного 5 мм светодиода номинальный ток равен 20 мА или 0,02 А. Рассчитываем сопротивление резистора, на котором должно упасть 11,2 В при заданном токе:

R=11,2/0,02=560 Ом или ближайший в большую сторону

Чтобы добиться стабильного питания и яркости в цепь питания дополнительно устанавливают стабилизатор L7805 или L7812 и проводят расчет относительно питающих 5 или 12 Вольт соответственно.

Как рассчитать резистор для подключения светодиода к сети 220 Вольт? Такой вопрос возникает, когда нужно сделать какую-то индикацию или маячок. Расчёт сопротивления в этом случае выглядит так:

Uрез=220-3=217 В

R=217/0,02=10850 Ом

Так как любой диод пропускает ток в одном направлении, то обратное напряжение приведет к тому, что он выйдет из строя. Значит параллельно светодиоду устанавливают еще один такой же или шунтирующий обычный маломощный выпрямительный диод, например, 1n4007.

С помощью нашего онлайн калькулятора можно рассчитать сопротивление для одного или нескольких соединенных последовательно или цепи параллельных светодиодов:

Если светодиодов несколько, тогда:

  • Для последовательного соединения резистор рассчитывают с учетом суммы падений на каждом элементе.
  • Для параллельного соединения сопротивление рассчитывают с учетом суммы токов каждого светоизлучающего диода.

Также нельзя забывать о мощности резистора, например, во втором примере с подключением цепи к сети 220В на нем будет выделяться мощность равная:

P=217*0,02=4,34 Вт

В данном случае это будет довольно крупный резистор. Чтобы уменьшить эту мощность, можно еще сильнее ограничить ток, например, в 0,01А, что снизит эту мощность в двое. В любом случае номинальная мощность сопротивления должна быть больше той, которая будет выделяться в процессе его работы.

Для долгой и стабильной работы излучателя при подключении к сети используйте в расчетах напряжение слегка выше номинального, то есть 230-240 В.

Если вам сложно посчитать или вы не уверены в чем-то, тогда наш онлайн калькулятор для расчета резистора для светодиода быстро подскажет вам, какой нужен резистор из стандартного размерного ряда, а также его минимальную мощность.

Правильный расчет резистора для светодиода, подбор резистора по цветовой маркировке + онлайн калькулятор

Smd светодиоды – характеристики, даташиты, онлайн калькулятор расчета резистора

Светоизлучающие диоды, характеризуются рядом эксплуатационных параметров:

  • Номинальный (рабочий) ток – Iн;
  • падение напряжения при номинальном токе – Uн;
  • максимальная рассеиваемая мощность – Pmax;
  • максимально допустимое обратное напряжение – Uобр.

При протекании через светодиод номинального рабочего тока – номинальный световой поток, рабочее напряжение и номинальная рассеиваемая мощность устанавливаются автоматически. Для того чтобы задать рабочий режим LED, достаточно задать номинальный ток светодиода.

В теории светодиоды нужно подключать к источникам постоянного тока. Однако, на практике, LED подключают к источникам постоянного напряжения: батарейки, трансформаторы с выпрямителями или электронные преобразователи напряжения (драйверы).

Для задания рабочего режима светодиода, применяют простейшее решение – последовательно с LED включают токоограничивающий резистор. Их еще называют гасящими или балластными сопротивлениями.

Рассмотрим, как выполняется расчет сопротивления резистора для светодиода.

Расчет резистора светодиода (по формулам)

При расчете вычисляют две величины:

  • Сопротивление (номинал) резистора;
  • рассеиваемую им мощность P.

R = (Uист — Uн) / Iн

При вычитании из напряжения источника номинальное падение напряжения на светодиоде – мы получаем падение напряжения на резисторе. Разделив получившееся значение на ток мы, по закону Ома, получаем номинал токоограничивающего резистора. Подставляем напряжение, выраженное в вольтах, ток – в амперах и получаем номинал, выраженный в омах.

Электрическую мощность, рассеиваемую на гасящем сопротивлении, вычисляют по следующей формуле:

P = (Iн)2 ⋅ R

Исходя из полученного значения, выбирается мощность балластного резистора. Для надежной работы устройства она должна быть выше расчетного значения. Разберем пример расчета.

Пример расчета резистора для светодиода 12 В

Рассчитаем сопротивление для LED, питающегося от источника постоянного напряжения 12В.

Допустим в нашем распоряжении имеется популярный сверхяркий SMD 2835 (2.8мм x 3.5мм) с рабочим током 150мА и падением напряжения 3,2В. SMD 2835 имеет электрическую мощность 0,5 ватта. Подставим исходные значения в формулу.

R = (12 — 3,2) / 0,15 ≈ 60

Получаем, что подойдет гасящий резистор сопротивлением 60 Ом. Ближайшее значение из стандартного ряда Е24 – 62 ома. Таким образом, для выбранного нами светодиода можно применить балласт сопротивлением 62Ом.

Теперь вычислим рассеиваемую мощность на сопротивлении.

P = (0,15)2 ⋅ 62 ≈ 1,4

На выбранном нами сопротивлении будет рассеиваться почти полтора ватта электрической мощности. Значит, для наших целей можно применить резистор с максимально допустимой рассеиваемой мощностью 2Вт.

Осталось купить резистор с подходящим номиналом. Если же у вас есть старые платы, с которх можно выпаять детали, то по цветовой маркировке можно выполнить подбор резистора. Воспользуйтесь формой ниже.

На заметку! В приведенном выше примере на токоограничительном сопротивлении рассеивается почти в три раза больше энергии, чем на светодиоде. Это означает, что с учетом световой отдачи LED, КПД нашей конструкции меньше 25%.

Чтобы снизить потери энергии лучше применить источник с более низким напряжением. Например, для питания можно применить преобразователь постоянного напряжения AC/AC 12/5 вольт. Даже с учетом КПД преобразователя потери будут значительно меньше.

Параллельное соединение

Довольно часто требуется подключить несколько диодов к одному источнику. Теоретически, для питания нескольких параллельно соединенных LED, можно применить один токоограничивающий резистор. При этом формулы будут иметь следующий вид:

R = (Uист — Uн) / (n ⋅ Iн)

P = (n ⋅ Iн)2 ⋅ R

Где n – количество параллельно включенных ЛЕДов.

Почему нельзя использовать один резистор для нескольких параллельных диодов

Даже в «китайских» изделиях производители для каждого светодиода устанавливают отдельный токоограничивающий резистор. Дело в том, что в случае общего балласта для нескольких LED многократно возрастает вероятность выхода из строя светоизлучающих диодов.

В случае обрыва одного из полупроводников, его ток перераспределится через оставшиеся LED. Рассеиваемая на них мощность увеличится и они начнут интенсивно нагреваться. Вследствие перегрева следующий диод выйдет из строя и дальше процесс примет лавинообразный характер.

Пример правильного подключения резистора

Можно ли обойтись без резисторов?

Действительно, в некоторых случаях можно не использовать токоограничивающий резистор. Рассмотренный нами светодиод можно напрямую запитать от двух батареек 1,5В. Так как его рабочее напряжение составляет 3,2В, то протекающий через него ток будет меньше номинального и балласт ему не потребуется. Конечно, при таком питании светодиод не будет выдавать полный световой поток.

Иногда в цепях переменного тока в качестве токоограничивающих элементов вместо резисторов применяют конденсаторы (подробнее про расчет конденсатора). В качестве примера можно привести выключатели с подсветкой, в которых конденсаторы являются «безваттными» сопротивлениями.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (Пока оценок нет)
Загрузка…

Калькулятор расчета сопротивления для светодиодов

Smd светодиоды – характеристики, даташиты, онлайн калькулятор расчета резистора

В схемах со светодиодами обязательно используются резисторы для ограничения. Они защищают от перегорания и преждевременного выхода из строя светодиодных элементов.

Основная проблема заключается в точном подборе необходимых параметров, поэтому у специалистов широкой популярностью пользуется калькулятор расчета сопротивления для светодиодов.

Для получения максимально точных результатов потребуются данные о напряжении источника питания, о прямом напряжении самого светодиода и его расчетном токе, а также схема подключения и количество элементов.

Как рассчитать сопротивление токоограничивающих резисторов

В самом простом случае, когда отсутствуют необходимые исходные данные, величину прямого напряжения светодиодов можно с высокой точностью установить по цвету свечения. Типовые данные об этом физическом явлении сведены в таблицу.

Многие светодиоды имеют расчетный ток 20 мА. Существуют и другие виды элементов, у которых этот параметр может достигать значения 150 мА и выше.

Поэтому для того чтобы точно определить номинальный ток, понадобятся данные о технических характеристиках светодиода.

Если же нужная информация полностью отсутствует, номинальный ток элемента условно принимается за 10 мА, а прямое напряжение – 1,5-2 вольта.

Количество токоограничивающих резисторов напрямую зависит от схемы подключения полупроводниковых элементов. Например, если используется последовательное соединение, можно вполне обойтись одним резистором, поскольку сила тока во всех точках будет одинаковой.

В случае параллельного соединения одного гасящего резистора будет уже недостаточно. Это связано с тем, что характеристики светодиодов не могут быть абсолютно одинаковыми. Все они обладают собственными сопротивлениями и такими же разными потребляемыми токами. То есть, элемент с минимальным сопротивлением потребляет большее количество тока и может преждевременно выйти из строя.

Следовательно, если выйдет из строя хотя-бы один светодиод из подключенных параллельно, это приведет к возникновению повышенного напряжения, на которое остальные элементы не рассчитаны. В результате, они тоже перестанут работать. Поэтому при параллельном соединении для каждого светодиода предусматривается собственный резистор.

Все эти особенности учтены в онлайн-калькуляторе. В основе расчетов лежит формула определения сопротивления: R = Uгасящее/Iсветодиода. В свою очередь Uгасящее = Uпитания – Uсветодиода.

Справочная таблица параметров SMD светодиодов, онлайн калькулятор для расчета номинала и мощности токоограничивающего резистора

Smd светодиоды – характеристики, даташиты, онлайн калькулятор расчета резистора

Прежде чем купить и установить светодиодные лампы, вам необходимо рассчитать их мощность и световые характеристики. То же самое нужно сделать при самостоятельном изготовлении ламп. Справочные данные таблицы помогут ознакомиться с техническими характеристиками SMD светодиодов. Эти расчеты окажут помощь при определении параметров светодиодной ленты, если на ней отсутствует маркировка.

Справочная таблица основных технических характеристик наиболее популярных SMD светодиодов используемых для освещения
Внешний вид светодиодаТип светодиодаЦвет свеченияРазмер, ммСветовой поток, лмТок, мАНапряжение, В
LED-WW-SMD3528белый теплый3,5?2,84,5-5,0202,8-3,2
LED-CW-SMD3528белый3,5?2,84,5-5,0202,8-3,2
LED-B-SMD3528синий3,5?2,80,6-0,85202,8-3,2
LED-G-SMD3528зеленый3,5?2,82,8-3,5202,8-3,2
LED-Y-SMD3528желтый3,5?2,81,2-1,6201,8-2,0
LED-R-SMD3528красный3,5?2,81,2-1,6201,8-2,0
LED-RGB-SMD3528RGB3,5?2,80,6202,0-2,8
3,5?2,81,6203,2-4,0
3,5?2,80,3203,2-4,0
LED-WW-SMD4530-1белый теплый4,5?3,0706002,9-3,8
LED-WW-SMD5050белый теплый5,0?5,010,0-12,03?203,2-3,4
LED-W-SMD5050белый5,0?5,011,0-14,03?203,2-3,4
LED-B-SMD5050синий5,0?5,02,0-2,53?203,1-3,6
LED-G-SMD5050зеленый5,0?5,08,0-8,53?203,1-3,5
LED-Y-SMD5050желтый5,0?5,04,5-5,03?201,9-2,2
LED-R-SMD5050красный5,0?5,04,5-5,03?201,8-2,2
LED-RGB-SMD5050RGB5,0?5,01,6201,6-2,0
5,0?5,02,5202,8-3,2
5,0?5,00,6202,8-3,2
LED-SMD5730-05белый5,7?3,0451803,1-3,3
LED-SMD5730-1белый5,7?3,01103503,1-3,3
LED3500Am1W-A120белый теплый5,0?5,040-603503,2-4,0
LED6000Am1W-A120белый5,5?5,575-853503,0-4,0
LED470Am1W-A120синий5,5?5,515-203503,2-4,0
LED515Am1W-A120зеленый5,5?5,540-503503,2-4,0
LED625Am1W-A120красный5,5?5,530-403502,0-2,8

Телевизионная комнатная антенна для приема цифрового и аналогового сигнала

С прогрессом технологий, появляются светильники, модули и светодиодные ленты, которые изготавливаются из SMD светодиодов, являющихся популярными. Как заявляют производители, данные светодиоды могут служить не менее чем 80000 часов.

Калькулятор для расчета параметров токоограничивающего резистора для LED

Если вы надумали своими силами изготовить светильники или освещение на светодиодах, придется рассчитать мощность и номинал резисторов, выступающих в роли токоограничителя. Для этого был создан калькулятор, позволяющий производить онлайн расчет всех необходимых параметров.

С его помощью можно высчитать мощность резистора, сопротивление в зависимости от количества источников питания, а так же их типа, напряжения. Из последней колонки таблички берем параметр «Напряжение падения на одном LED» (учтите, брать нужно максимальное значение).

Из предпоследней колонки выписываем «Максимально допустимый ток через LED».

Если оказалось, что под рукой нет резистора, мощность которого велика, включите последовательно резисторы меньшего номинала, пока их мощность не будет равна той, что вам требуется. Исходя из этого, мощность одного резистора будет равна мощности, которая поделена на их количество.

Следовательно, величина уменьшится и будет равна величине, которая делена на количество используемых резисторов. Допустим, таблица показала, что нам нужен резистор, мощность которого 1 Вт, номинал 200 Ом. Такого резистора нет в наличии. Заменим его четырьмя последовательно подключенными резисторами, мощность которых равна 0, 25 Вт, номинал составляет 50 Ом.

Если в схеме 5 светодиодов, резисторы можно впаять по одной штуке между диодами.

Калькулятор для определения номинала резисторов по цветовой маркировке

Если на резисторе имеется цветная маркировка в виде колец, величина резистора определяется при помощи онлайн калькулятора.

Расчет резистора для светодиода: онлайн калькулятор

Smd светодиоды – характеристики, даташиты, онлайн калькулятор расчета резистора

Перед тем, как рассчитать сопротивление для светодиодов, стоит разобраться, что вообще такое резистор, зачем он нужен и почему нельзя подключать led лампы без него. Но особенно эта статья касается тех, кто уверен, что расчет резистора – лишняя трата времени, и именно его диод рассчитан на напряжение питания в 3 вольта и т.д.

Образные сравнения

Конечно, мы не обращаемся только к водителям, но даже те, кто в авто ездит в качестве пассажира, догадываются, зачем нужна коробка передач. Примитивно – для разгона, набора скорости и езды. На первой передаче мы получаем мощную тягу, и машина трогается с места, получаем ускорение. На первой передаче мы не разгонимся.

На последней – все с точностью до наоборот, тяги минимум, зато скорость максимум. На ровной дороге, когда мы разогнались, тяга не нужна, нужна только скорость.

Но если на вязкой грунтовой дороге, то для аналогичной скорости понадобится больше тяги. Тяжелая поверхность усиливает сопротивление бампера и чтобы его побороть, мы снижаем передачи.

На пятой скорости по огороду после дождя не проедешь – моментально заглохнешь.

А теперь приступаем к образам – лампочки с проводами сравниваем с дорогой (провод) и грунтом (лампы). Напряжение это тяга, ток – скорость. Понятно, что скорость нужна всегда, но задать ее можно тягой.

Для того, чтобы ток преодолел сопротивление, надо напряжение, причем ровно в нужном количестве. Если напряжения больше, ток не побежит быстрее, соответственно, оно будет падать. Какая разница между Жигулем и внедорожником на ровной дороге при скорости 60 км/ч? Никакой! А при той же скорости, но на вязкой грунтовке? Огромная.

У Мерседеса тяги кратно больше. Если не контролировать ток, нагрузка будет постоянно брать напряжение, пока не вылетит. Соответственно, нужно найти такой ограничитель, который будет давать ровно столько напряжения (тяги), чтобы хватало на преодоление сопротивления током.

И вот в качестве такого ограничителя в диодном освещении выступает резистор.

Зачем светодиодам резистор?

И снова, перед тем, как сделать расчет сопротивления резистора для светодиодов, несколько слов по матчасти.

Поскольку самыми популярными лампочками у нас до сих пор остаются с нитями накаливания, то все знают, что для включения нужен прямой контакт с источником питания (выключатель, розетка и т.д.).

Сгореть лампочка может только, когда лопается вольфрамовая нить, а это происходит при увеличении напряжения (хорошенько встряхнуть в расчет не берем).

В данном случае сама нить и является резистором, через которую движется ток.

Светодиод как сложный полупроводник – далеко не то же самое, что лампа накаливания. Это токовый прибор, который сам набирает напряжение и рассчитан на определенный его максимум. Например, если светодиод рассчитан на напряжение 1,8V, а поступает 1,9V, то он сгорает.

Говоря простым языком, между кристаллами и источником питания начинается битва – кто кого. Если лед лампа принудительно снизила напряжение в слабом источнике, она продолжает работать, не получилось – сгорела.

Резистор в данном случае направлен на то, чтобы ослабить источник питания и помочь снизить напряжение на кристаллы.

ВИДЕО: Как работает резистор

Зачем каждому светодиоду свой резистор?

Существует 2 варианта подключения резисторов:

  • последовательно;
  • параллельно.

При последовательном включении все лампочки в одной цепи по которой течет ток с одной и той же скоростью. Здесь достаточно только одного резистора, который изначально снижает напряжение источника и далее уже процесс идет циклично.

Как правильно подключать резистор к светодиодам

Параллельное включение для светодиодов – самый худший вариант. Абсолютно одинаковых экземпляров нет, и у каждого параметры напряжения хоть немного, но отличаются.

При параллельном подключении ток, который нужен всем светодиодам, возьмет тот, у которого самое маленькое напряжение. И поскольку тока много, он моментально сгорает.

Наступает очередь следующего с наименьшим напряжением, и буквально в течение нескольких минут мы имеем груду сгоревших лед лампочек, хотя и с резистором.

Схема последовательного подключения резистора для светодиода

Замечания и рекомендации

{add_n26}

На каждой коробке с лед лампами указано напряжение, но не питания, а то, которое им нужно для работы.

Для того, чтобы определить напряжение на резисторе, можно воспользоваться онлайн калькулятором (в конце статьи) или отнять от питания то, которое указано на лампочке. Чтобы определить ток, получившуюся разницу делим на сопротивление.

На некоторых сайтах можно встретить заявления о том, что синим и зеленым лед лампам не нужны резисторы, так как он уже встроен в них с сопротивлением 20 Ом. Нужны! Это в любом случае светодиод – токовый прибор, который сам набирает напряжение, а такого сопротивления недостаточно для ослабления источника питания.

Если нет возможности подключить лампы последовательно, можно прозвонить каждую по отдельности и выбрать те, которые максимально приближены друг к другу. Сразу скажем, это очень ненадежно. Да, продержится такое освещение не сутки, а дольше, но о заявленных 50 тысячах часов можно в принципе забыть.

Разновидности

Разные виды резисторов для светодиодов

Именно на наших просторах можно найти всего 3 типа:

  • 12V – ограничивающий при достижении заданного порога;
  • овтомобильный – на тот случай, если вы решили сделать легкий тюнинг и подключить светодиоды в качестве подсветки;
  • обманка – скорее вспомогательный инструмент для выявление проблем в сети.

Как правильно подсчитать напряжение и сопротивление

Для мастеров светотехики такая задача на раз-два, но всем остальным мы предлагаем воспользоваться онлайн-сервисом, который рассчитывает параметры на основе номинальной рабочей силы тока.

Обращаем ваше внимание, что данные, полученные в калькуляторе, будут приблизительными, соответственно, выбираете самый близкий по значению стандартный номинал.

Можно не трогать калькулятор для светодиодов, если резистор – переменный или подстроечный.

Как подключать

{add_n27}

Независимо от того, какой резистор выбран – подстроечный, переменный или постоянный, нет никакой разницы, как его подключать. У него нет полярности. Основная задача – внутреннее сопротивление и мощность рассеивания. Если мощность превышается, резистор сгорает. Так что правильно рассчитывайте и пользуйтесь с удовольствием.

ВИДЕО: Расчет резистора к светодиодам

Маркировка SMD-резисторов

Smd светодиоды – характеристики, даташиты, онлайн калькулятор расчета резистора

Онлайн калькулятор для расчета маркировки SMD-резисторов по заданному сопротивлению. Также можно рассчитывать сопротивление резистора, если известна его маркировка.

 

Как пользоваться калькулятором

Поставьте переключатель в нужное положение в зависимости от требуемого результата: расчет маркировки / расчет сопротивления. Введите заданные данные в появившиеся поля и нажмите на красную кнопку «Расчет».

Теория

Резистор — пассивный элемент электроцепей, характеризуется сопротивлением электротоку.

SMD резисторы – это резисторы малых размеров, применяемые для поверхностного монтажа.

Ом — единица измерения сопротивления. Приставки увеличения: кило — килоом (тысяча Ом), мега — мегаом (миллион Ом).

Таблица размеров и технических характеристик популярных SMD резисторов

Код
Значение
Код
Значение
Код
Значение
Код
Значение

01
100
13
133
25
178
37
237

02
102
14
137
26
182
38
243

03
105
15
140
27
187
39
249

04
107
16
143
28
191
40
255

05
110
17
147
29
196
41
261

06
113
18
150
30
200
42
267

07
115
19
154
31
205
43
274

08
118
20
158
32
210
44
280

09
121
21
162
33
215
45
287

10
124
22
165
34
221
46
294

11
127
23
169
35
226
47
301

12
130
24
174
36
232
48
309

S
10-2
R
10-1
A
100
B
10+1

Код
Значение
Код
Значение
Код
Значение
Код
Значение

49
316
61
422
73
562
85
750

50
324
62
432
74
576
86
768

51
332
63
442
75
590
87
787

52
340
64
453
76
604
88
806

53
348
65
464
77
619
89
825

54
357
66
475
78
634
90
845

55
365
67
487
79
649
91
866

56
374
68
499
80
665
92
887

57
383
69
511
81
681
93
909

58
392
70
523
82
698
94
931

59
402
71
536
83
715
95
953

60
412
72
549
84
732
96
976

Категории utp кабеля витая пара для информационных сетей

C
10+2
D
10+3
E
10+4
F
10+5

Расчёт резистора для светодиода: формулы подбора сопротивления, онлайн-калькулятор

Smd светодиоды – характеристики, даташиты, онлайн калькулятор расчета резистора

Работа светодиода основана на излучении квантов света, возникающих при протекании по нему тока. В зависимости от этого меняется и яркость свечения элемента.

При малом токе он светит тускло, а при большом — вспыхивает и сгорает. Для ограничения протекающего через него тока проще всего использовать сопротивление.

Выполнить правильный расчёт резистора несложно, но при этом следует помнить, что он только ограничивает, но не стабилизирует ток.

Светодиод — это прибор, обладающий способностью излучать свет. На печатных платах и схемах он обозначается латинскими буквами LED (Light Emitting Diode), что в переводе обозначает «светоизлучающий диод».

Физически он представляет собой кристалл, помещённый в корпус.

Классически им считается цилиндр, одна сторона которого имеет выпуклую округлую форму, являющуюся линзой-полусферой, а другая — плоское основание, и на ней располагаются выводы.

С развитием твердотельных технологий и уменьшения технологического процесса промышленность стала производить SMD-диоды, предназначенные для установки поверхностным монтажом. Несмотря на это, физический принцип работы светодиода не изменился и одинаков как для любого вида, так и для цвета устройства.

Процесс изготовления прибора излучения можно описать следующим образом. На первом этапе выращивают кристалл. Происходит это путём помещения искусственно изготовленного сапфира в заполненную газообразной смесью камеру.

В состав этого газа входят легирующие добавки и полупроводник. При нагреве камеры происходит осаждение образующегося вещества на пластину, при этом толщина такого слоя не превышает нескольких микрон.

После окончания процесса осаждения методом напыления формируются контактные площадки и вся эта конструкция помещается в корпус.

Устройство радиоэлемента

Светодиод или LED-диод представляет собой полупроводниковый радиоэлемент, в основе работы которого лежат свойства электронно-дырочного перехода. При прохождении через него тока в прямом направлении на границе соприкосновения двух материалов возникают процессы рекомбинации, сопровождающиеся излучением в видимом спектре.

Очень долго промышленность не могла изготовить синий светодиод, из-за чего нельзя было получить и излучатель белого свечения. Лишь только в 1990 году исследователи японской корпорации Nichia Chemical Industries изобрели технологию получения кристалла, излучающего свет в синем спектре. Это автоматически позволило путём смешения зелёного, красного и синего цвета получить белый.

В основе процесса излучение лежит освобождение энергии при рекомбинации зарядов в зоне электронно-дырочного перехода. Образовывается он путём контакта двух полупроводниковых материалов с разной проводимостью. В результате инжекции, перехода неосновных носителей заряда, образуется запирающий слой.

На стороне материала с n-проводимостью возникает барьер из дырок, а на стороне с p-проводимостью — из электронов. Наступает равновесие. При подаче напряжения в прямом смещении происходит массовое перемещение зарядов в запрещённую зону с обеих сторон. В результате они сталкиваются и выделяется энергия в виде излучения света.

Характеристики светодиодов

Цвет свечения зависит от типа полупроводника и степени его легирования, что определяет ширину запрещённой зоны p-n перехода. Срок службы светодиодов в первую очередь зависит от температурных режимов его работы. Чем выше нагрев прибора, тем быстрее наступает его старение.

А температура, в свою очередь, связана с проходящей через светодиод силой тока. Чем меньшей мощности источник света, тем дольше его срок службы. Старение выражается в виде уменьшения яркости прибора света. Поэтому так важно правильно подобрать сопротивление для светодиода.

К основным характеристикам LED-диодов относят:

  • Потребление тока. Однокристальные светодиоды потребляют ток, равный 0,02 А. При этом прямо пропорционально с количеством кристаллов растёт и его значение. Так, диод с четырьмя кристаллами потребляет ток 0,08 А. Именно из-за этого параметра диода и ставится ограничительный резистор, чтобы он не сгорел при высокой силе тока.
  • Величину падения напряжения. Эта характеристика указывает, какое количество энергии выделяется на светодиоде, то есть на сколько вольт уменьшится величина напряжения при параллельном его включении в цепь. Например, если падение составляет 3 вольта, а величина разности потенциалов на входе равна 9 вольтам, то при включении параллельно к источнику питания светодиода напряжение на выходе будет равно 6 вольтам.
  • Светоотдачу. Эта характеристика показывает количество света, излучаемое устройством при потреблении мощности равной одному ватту.
  • Цветовую температуру. Она зависит от управляющего тока, эффективности теплоотвода и температуры окружающей среды. Интенсивный поток света, связанный с потребляемой электрической мощностью, также увеличивает температуру. При этом следует отметить, что перепады температуры значительно снижают ресурс светодиода.
  • Типоразмер. Его значение зависит от размера излучателя. Соответственно, чем больше размер светодиода, тем больше его яркость и мощность.
  • Способы подключения

    Для беспроблемной работы светодиода очень важно значение рабочего тока.

    Неверное подключение источников излучения или существенный разброс их параметров при совместной работе приведёт к превышению протекающего через них тока и дальнейшему перегоранию приборов.

    Связано это с увеличением температуры, из-за которой кристалл светодиода просто деформируется, а p-n переход пробьётся. Поэтому так важно ограничить подающуюся на источник света величину тока, то есть ограничить питающее напряжение.

    Проще всего это выполнить, используя сопротивление, включённое последовательно в цепь излучателя. В этом качестве применяется обыкновенный резистор, но он должен иметь определённую величину.

    Его большое значение не сможет обеспечить нужную разность потенциалов для возникновения процесса рекомбинации, а меньшее — спалит.

    При этом нужно не только знать, как рассчитать сопротивление для светодиода, но и понимать, как правильно его поставить, особенно если схема насыщена радиоэлементами.

    В электрической цепи может использоваться как один светодиод, так и несколько. При этом существует три схемы их включения:

    • одиночная;
    • последовательная;
    • параллельная.

    Одиночный элемент

    Когда в электрической цепи используется только один светодиод, то последовательно с ним ставится одни резистор.

    В результате такого подключения общее напряжение, приложенное к этому контуру, будет равно сумме падений разности потенциалов на каждом элементе цепи.

    Если обозначить эти потери на резисторе как Ur, а на светодиоде Us, то общее напряжение источника ЭДС будет равно: Uo = Ur + Us.

    Перефразируя закон Ома для участка сети I = U / R, получается формула: U = I * R. Подставив полученное выражение в формулу для нахождения общего напряжения, получим:

    Uo = IrRr + IsRs, где

    • Ir — ток, протекающий через резистор, А.
    • Rr — расчётное сопротивление резистора, Ом.
    • Is — ток, проходящий через светодиод, А.
    • Rs — внутренний импеданс светодиода, Ом.

    Значение Rs изменяется в зависимости от условий работы источника излучения и его величина зависит от силы тока и разности потенциалов. Эту зависимость можно увидеть изучая вольт-амперную характеристику диода. На начальном этапе происходит плавное увеличение тока, а Rs имеет высокое значение. После импеданс резко падает и ток стремительно возрастает даже при незначительном росте напряжения.

    Если соединить формулы, получится следующее выражение:

    Rr = (Uo — Us) / Io, Ом

    При этом учитывается, что сила тока, протекающего в последовательном контуре участка цепи, одинакова в любой его точке, то есть Io = Ir = Is. Это выражение подходит и для последовательного соединения светодиодов, ведь при нём для всей цепи используется также лишь один резистор.

    Таким образом, для нахождения нужного сопротивления остаётся узнать величину Us. Значение падения напряжения на светодиоде является справочной величиной и для каждого радиоэлемента она своя.

    Для получения данных понадобится воспользоваться даташитом на устройство. Даташит — это набор информационных листов, которые содержат исчерпывающие сведения о параметрах, режимах эксплуатации, а также схемы включения радиоэлемента.

    Выпускает его производитель изделия.

    Параллельная цепь

    При параллельном соединение радиоэлементы контактируют между собой в двух точках — узлах.

    Для такого типа цепи справедливы два правила: сила тока, входящая в узел, равна сумме сил токов, исходящих из узла, и разность потенциалов во всех точках узлов одинакова.

    Исходя из этих определений, можно сделать заключение, что в случае параллельного соединения светодиодов искомый резистор, располагающийся в начале узла, находится по формуле: Rr = Uo / Is1+In, Ом, где:

    • Uo — приложенная к узлам разность потенциалов.
    • Is1 — сила тока, протекающая через первый светодиод.
    • In — ток, проходящий через n-й светодиод.

    Но такая схема с общим сопротивлением, располагающимся перед параллельным соединением светодиодов, — не используется.

    Связанно это с тем, что в случае перегорания одного излучателя, согласно закону, сила тока, входящая в узел, останется неизменной.

    А это значит, она распределится между оставшимися рабочими элементами и при этом через них пойдёт больший ток. В результате возникнет цепная реакция и все полупроводниковые излучатели в конечном счёте сгорят.

    Поэтому правильно будет использовать собственный резистор для каждой параллельной ветки со своим светодиодом и выполнить расчёт резистора для светодиода отдельно для каждого плеча. Такой подход ещё выгоден тем, что в схеме можно использовать радиоэлементы с разными характеристиками.

    Расчёт сопротивления каждого плеча происходит аналогично одиночному включению: Rn = (Uo — Us) / In, Ом, где:

    • Rn — искомое сопротивление n -ой ветки.
    • Uo — Us — разность падений напряжений.
    • In — сила тока через n-й светодиод.

    Пример расчёта

    Пускай на электрическую схему поступает питание от источника постоянного напряжения, равного 32 вольтам. В этой схеме стоят два параллельно включённых друг другу светодиода марки: Cree C503B-RAS и Cree XM—L T6.

    Для расчёта требуемого импеданса понадобится узнать из даташита типовое значение падения напряжения на этих светодиодах. Так, для первого оно составляет 2.1 В при токе 0,2, а второго — 2,9 В при той же величине силы тока.

    Подставив данные значения в формулу для последовательной цепи, получится следующий результат:

    • R1 =(U0-Us1)/ I=(32−2,1)/0,2 = 21,5 Ом.
    • R2 = (U0-Us2)/ I=(32−2,9)/0,2 = 17,5 Ом.

    Браузерные онлайн-калькуляторы

    При большом количестве светодиодов в схеме рассчитывать для каждого сопротивление — процесс довольно утомительный, тем более что при этом можно допустить ошибку. Поэтому проще всего для расчётов использовать онлайн-калькуляторы.

    Представляют они собой программу, написанную для работы в браузере. В интернете можно встретить много таких калькуляторов для светодиодов, но принцип работы у них одинаков. Понадобится ввести справочные данные в предложенных формах, выбрать схему подключения и нажать кнопку «Результат» или «Расчёт». После чего останется только дождаться ответа.

    Пересчитав вручную, его можно проверить, но особого смысла в этом не будет, так как при вычислении программы используют аналогичные формулы.



    Уважаемые читатели, подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Нажмите "Подписаться на канал", чтобы получать все самые лучшие материалы к себе в ленту.



    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

    Закрыть