A LED ellenállásának kiszámítása
Főoldal »Referencia» A LED ellenállásának kiszámítása. Online számológép
Gyakorlatilag sok kezdõnek van problémája az ellenállás ellenállásának kiszámításához a LED számára.
És gyakran nem tudják, miért van szükség ilyen ellenállásra. Ebben a cikkben megpróbáljuk tisztázni ezt a problémát, és az egyszerűség kedvéért idézzük az online számológépet a LED ellenállás ellenállásának kiszámításához.
Fontos LED paraméterek
Az ellenállás választásának problémáját szem előtt tartva a LED-eknek csak két paramétere érdekel:
- IF - a LED egyenáramát
- VF - a LED közvetlen feszültsége (üzemi feszültség)
Tekintsük ezt az L-53IT LED példájára. Itt vannak a rövid jellemzői:
- Anyag: gaasp / rés
- Izzási szín: vörös
- Hullámhossz: 625 nm
- Maximális előremenő feszültség: 2,5 V
- Maximális fordított feszültség: 5V
- Maximális előremenő áram: 30mA
- Működési hőmérséklet: -40 ... 85 °
Az "Absolute Maximum Ratings" szakaszban található L-53IT LED adatlapján (olyan értékek, amelyek nem léphetők túl) a maximális folyamatos egyenáramról információkat találhatunk, amelyek a LED-en átáramlanak anélkül, hogy károsítanának (30mA):
Ezután ellenőrizzük az adatlapon, hogy mi a tipikus LED közvetlen feszültsége (feszültségcsökkenés a diódán át):
- a vizsgálati adatok az aktuális IF = 20 mA-re jelennek meg,
- a tipikus előremenő feszültség VF = 2V.
A jelenlegi 20mA jó fényáramot biztosít számunkra, és mivel a LED-ek nem örökek, és idővel a kibocsátott fényáramlás csökken, a legtöbb esetben ez a LED elegendő.
LED ellenállás nélkül
Először nézzük meg, mi történik, ha a LED-et egy áramkorlátozó ellenállás nélkül csatlakoztatjuk egy tápegységhez. Példaként 5V feszültségű tápegységet használunk.
Ebben az esetben Kirchhoff második törvényével összhangban:
A zárt hurkú feszültség csökkenése nulla
Kiderül, hogy az összes tápfeszültség koncentrálódik a LED-re:
Mit jelez az 5V-os feszültség a LEDn? Nézzük meg a LED aktuális áramát a feszültség előtti irányba:
Vagyis 2,05 voltnál nagyobb a jelenlegi gyors növekedés, ami magas értéket ér el.
Abban az esetben, ha a LED-et a korlátozó ellenállás nélkül tápláljuk, az áramerősség nagyobb, mint a megengedett (30 mA), ami viszont károsodik.
Itt kell hozzáfűzni, hogy az ok, ami tönkreteheti a LED-et, nem magának az áramnak, hanem a kiosztott teljesítménynek hő formájában.
A LED-en átfolyó áram korlátozása
Ezért korlátozni kell a LED áramát. Két lehetőségünk van:
- használjon stabil áramot (legfeljebb 30 mA a LED műszaki előírása szerint)
- korlátozza az áramot más módon.
Ebben a cikkben foglalkozunk a második módszerrel, nevezetesen az ellenállást sorba kapcsoljuk a LED-del. Ezen az ellenálláson a tápegység feszültségének egy része csökken, amit VR-nek nevezünk:
Kirchhoff második törvényével összhangban a stresszeloszlást a következő képlet határozza meg:
A mi esetünkben tudjuk, hogy a LED tipikus feszültség értéke 2 volt, és a tápfeszültség is 5 volt:
Így kiszámíthatjuk a szükséges feszültségcsökkenést az R ellenálláson, annak érdekében, hogy a dióda csak a szükséges 2 Volt legyen:
VR = 5V - 2V = 3V
vagyis a rendszerünkben a következő feszültségeket igyekszünk elérni:
Most használjuk Kirchhoff első törvényét:
a csomópontba belépő áramok áramainak értékeinek összege megegyezik az e csomópontból áramló erősség értékeinek összegével
Csomópontunk egy ellenállás és egy LED kapcsolódási helye, ami azt jelenti, hogy ugyanaz az áram, mint a LED átjut az ellenálláson. Mivel feltételeztük, hogy az áram átáramlik az IF = 20 mA LED-en keresztül, akkor:
Az ellenállás ellenállását az Ohm törvényével kell kiszámítani:
azaz a mi esetünkben:
és végül egy általános képletből származhatunk:
Az ellenállás kiszámítása után egy ellenállás választódik ki a névleges sorból. A mi esetünkben ez az ellenállás pontosan ugyanaz, mint a kiszámított, azaz 150 Ω, ami az E24, E12 és E6 névleges soraiban áll rendelkezésre.
És mi van akkor, ha az ellenállás ellenállása nem felel meg semmiféle értéknek a névleges tartományban? Ebben az esetben a tervezési ellenállás közül kettőt választania kell, és figyelembe kell vennie a következőket:
Ha az ellenállás a kiszámítottnál kisebb, ez növeli a LED-en átfolyó áram értékét.
Ha az ellenállás a számítottnál nagyobb, ez csökkenti a LED által kibocsátott fényáramot.
Az ellenállás számításának számítása a LED-hez
Az alábbiakban egy számológép a LED ellenállás ellenállásának kiszámításához: