كيفية حساب المقاوم LED - الصيغ مع الأمثلة + آلة حاسبة على الإنترنت
مصابيح LED ذات ظلال مختلفة من الألوان لها جهد تشغيل مباشر مختلف. يتم ضبطها عن طريق اختيار مقاومة الحد الحالية لمصباح LED. لإحضار جهاز الإضاءة إلى الوضع الاسمي ، تحتاج إلى تشغيل تقاطع p-n بتيار عمل. للقيام بذلك ، قم بحساب المقاوم لمصباح LED.
جدول الجهد LED حسب اللون
تختلف الفولتية التشغيلية لمصابيح LED. إنها تعتمد على مواد تقاطع أشباه الموصلات pn وترتبط بطول موجة انبعاث الضوء ، أي توهج لون الظل.
فيما يلي جدول الأوضاع الاسمية لظلال الألوان المختلفة لحساب مقاومة التخميد.
| توهج اللون | الجهد الأمامي ، V |
|---|---|
| ظلال بيضاء | 3–3,7 |
| أحمر | 1,6-2,03 |
| البرتقالي | 2,03-2,1 |
| الأصفر | 2,1-2,2 |
| لون أخضر | 2,2-3,5 |
| أزرق | 2,5-3,7 |
| البنفسجي | 2,8-4,04 |
| الأشعة تحت الحمراء | لا يزيد عن 1.9 |
| الأشعة فوق البنفسجية | 3,1-4,4 |
يمكن أن نرى ذلك من الجدول يمكن 3 فولت تشغيل بواعث من جميع أنواع التوهج، باستثناء الأجهزة ذات اللون الأبيض والبنفسجي جزئيًا وجميع الأشعة فوق البنفسجية. هذا يرجع إلى حقيقة أنك بحاجة إلى "إنفاق" جزء من جهد إمداد الطاقة للحد من التيار عبر البلورة.
مع مزودات الطاقة 5 أو 9 أو 12 فولت ، يمكنك تشغيل الصمامات الثنائية المفردة أو سلاسل سلاسلها المكونة من 3 و 5-6 قطع.
تقلل السلاسل التسلسلية من موثوقية الأجهزة التي يتم استخدامها فيها بواسطة عامل يقابل عدد مصابيح LED. ويزيد الاتصال المتوازي الموثوقية بنفس النسبة: سلسلتان - مرتين ، 3 - 3 مرات ، إلخ.
لكن مدة عملها ، غير المسبوقة لمصادر الضوء ، من 30-50 إلى 130-150 ألف ساعة ، تبرر انخفاض الموثوقية ، لأن. تعتمد مدة خدمة الجهاز على ذلك. حتى 30-50 ألف ساعة عمل لمدة 5 ساعات في اليوم- 4 ساعات في المساء و 1 في الصباح كل يوم 16-27 سنة من العمل. خلال هذا الوقت ، ستصبح معظم المصابيح قديمة وسيتم التخلص منها. لذلك ، يتم استخدام الاتصال التسلسلي على نطاق واسع من قبل جميع الشركات المصنعة لأجهزة LED.
آلة حاسبة على الإنترنت لحساب المصابيح
للحساب التلقائي ، ستحتاج إلى البيانات التالية:
- مصدر الجهد أو مصدر الطاقة ، V ؛
- الجهد الأمامي المقنن للجهاز ، V ؛
- تيار التشغيل المباشر المقنن ، مللي أمبير ؛
- عدد المصابيح في سلسلة أو متصلة بالتوازي ؛
- مخطط الأسلاك LED(س).
يمكن الحصول على البيانات الأولية من جواز سفر الصمام الثنائي.
بعد إدخالها في النوافذ المقابلة للحاسبة ، انقر فوق الزر "حساب" واحصل على القيمة الاسمية للمقاوم وقوته.
حساب قيمة محدد تيار المقاوم
في الممارسة العملية ، يتم استخدام نوعين من الحسابات - الرسوم البيانية ، وفقًا لخاصية الجهد الحالي لديود معين ، والرياضية - وفقًا لبيانات جواز السفر الخاص بها.
على الصورة:
- ه - مصدر طاقة بقيمة E عند الخرج ؛
- "+" / "-" - قطبية اتصال LED: "+" - الأنود ، كما هو موضح على شكل مثلث على المخططات ، "-" - الكاثود ، على المخططات - شرطة عرضية ؛
- ص - مقاومة الحد الحالي ؛
- يوقاد - مباشر ، إنه أيضًا جهد التشغيل ؛
- أنا - تيار التشغيل من خلال الجهاز ؛
- يُشار إلى الجهد عبر المقاوم على أنه Uص.
ثم يأخذ مخطط الحساب الشكل:
احسب المقاومة للحد من التيار. الجهد االكهربى يو موزعة في السلسلة مثل هذا:
يو = يوص + يوقاد أو يوص + أنا × صقاد، بالفولت ،
أين صقاد- المقاومة التفاضلية الداخلية للوصلة pn.
من خلال التحولات الرياضية ، نحصل على الصيغة:
R = (U-Uقاد) / أنا ، في أوم.
القيمة يوقاد يمكن اختيارها من قيم جواز السفر.
دعونا نحسب قيمة المقاوم المحدد الحالي لنموذج Cree LED Cree XM – L ، الذي يحتوي على حاوية T6.
بيانات جواز سفره: اسمية نموذجية يوقاد = 2.9 فولت كحد أقصى يوقاد = 3.5 فولت ، تيار التشغيل أناقاد= 0.7 أ.
للحساب نستخدم يوقاد = 2.9 فولت.
R = (U-Uقاد) / أنا \ u003d (5-2.9) / 0.7 = 3 أوم.
القيمة المحسوبة هي 3 أوم. نختار عنصرًا بدرجة تفاوت دقة تبلغ ± 5٪. هذه الدقة أكثر من كافية لضبط نقطة التشغيل عند 700 مللي أمبير.
تقريب قيمة المقاومة. سيؤدي ذلك إلى تقليل التيار والتدفق المضيء للديود وزيادة موثوقية التشغيل مع نظام حراري أكثر لطفًا للبلورة.
احسب تبديد الطاقة المطلوب لهذا المقاوم:
P = I² × R = 0.7² × 3 = 1.47 واط
من أجل الموثوقية ، قمنا بتقريبها إلى أقرب قيمة أكبر - 2 واط.
المخططات المتسلسلة والمتوازية تُستخدم مصابيح LED على نطاق واسع وتُظهر ميزات هذه الأنواع من التوصيلات. يؤدي توصيل عناصر متطابقة في سلسلة إلى تقسيم جهد المصدر بالتساوي بينهما. بمقاومات داخلية مختلفة - بما يتناسب مع المقاومات. عند الاتصال بالتوازي ، يكون الجهد هو نفسه ، ويتناسب التيار عكسًا مع المقاومة الداخلية للعناصر.
عند الاتصال في سلسلة LED
عند التوصيل على التوالي ، يتم توصيل الصمام الثنائي الأول في السلسلة بواسطة القطب الموجب إلى "+" لمصدر الطاقة ، ومن خلال الكاثود إلى أنود الصمام الثنائي الثاني. وهكذا حتى آخر سلسلة ، يتصل الكاثود منها بالمصدر "-". التيار في الدائرة المتسلسلة هو نفسه في جميع عناصره. أولئك. من خلال أي جهاز ضوئي يكون من نفس الحجم. المقاومة الداخلية للفتح ، أي. ينبعث منها ضوء الكريستال ، هو عشرات أو مئات أوم. إذا تدفق 15-20 مللي أمبير عبر الدائرة بمقاومة 100 أوم ، فسيكون لكل عنصر 1.5-2 فولت. يجب أن يكون مجموع الفولتية على جميع الأجهزة أقل من مصدر الطاقة. عادةً ما يتم إخماد الاختلاف بمقاوم خاص يؤدي وظيفتين:
- يحد من تيار التشغيل المقنن ؛
- يوفر الجهد الأمامي المقنن إلى LED.
عند التوصيل بالتوازي
يمكن إجراء الاتصال المتوازي بطريقتين.
توضح الصورة العلوية كيفية تمكينه غير مرغوب فيه. مع هذا الاتصال ، ستضمن مقاومة واحدة تكافؤ التيارات فقط مع البلورات المثالية ونفس طول أسلاك التوصيل. لكن التباين في معلمات أجهزة أشباه الموصلات أثناء التصنيع لا يجعل من الممكن جعلها متشابهة. واختيار نفسه - يزيد السعر بشكل كبير. يمكن أن يصل الفرق إلى 50-70٪ أو أكثر. بعد تجميع الهيكل ، ستحصل على اختلاف في التوهج بنسبة 50-70٪ على الأقل. بالإضافة إلى ذلك ، سيؤدي فشل باعث واحد إلى تغيير عمل الكل: إذا تعطلت الدائرة ، سيخرج أحدهم ، وسيتألق الباقي بشكل أكثر إشراقًا بنسبة 33٪ وسيبدأ في التسخين أكثر. سوف يساهم ارتفاع درجة الحرارة في تدهورها - تغيير في ظل التوهج وانخفاض في السطوع.
في حالة حدوث ماس كهربائي نتيجة لارتفاع درجة حرارة البلورة واحتراقها ، فقد تفشل مقاومة تحديد التيار.
يتيح لك الخيار السفلي ضبط نقطة التشغيل المرغوبة لأي صمام ثنائي ، حتى مع اختلاف قوتها المقدرة.
لجهد 4.5 فولت ، يتم توصيل ثلاثة عناصر LED ومقاومة واحدة لتحديد التيار في سلسلة. السلاسل الناتجة متصلة بالتوازي. يتدفق 20 مللي أمبير عبر كل صمام ثنائي ، ويتدفق 60 مللي أمبير خلال كل ذلك معًا. يتضح في كل منها أقل من 1.5 فولت ، وعلى المحدد الحالي - ما لا يقل عن 0.2-0.5 فولت. ومن المثير للاهتمام ، إذا كنت تستخدم مصدر طاقة 4.5 فولت ، فيمكن لثنائيات الأشعة تحت الحمراء فقط العمل معها بجهد أمامي قدره أقل من 1.5 فولت ، أو تحتاج إلى زيادة العرض إلى 5 فولت على الأقل.
لا يُنصح بالتوصيل المتوازي المباشر لعناصر LED (الجزء العلوي من الدائرة) بسبب انتشار المعلمة بنسبة 30-50٪ أو أكثر.استخدم دائرة ذات مقاومات فردية لكل صمام ثنائي (الجزء السفلي) وقم بالفعل بتوصيل أزواج من المقاوم الثنائي على التوازي.
عندما أحد LED
المقاوم لمصباح LED واحد يتم استخدامه فقط في قوتهم حتى 50-100 ميغاواط. عند قيم الطاقة العالية ، تنخفض كفاءة دائرة الطاقة بشكل ملحوظ.
إذا كان جهد العمل الأمامي للديود أقل بكثير من جهد إمداد الطاقة ، فإن استخدام المقاوم المحدود يؤدي إلى خسائر كبيرة. لا يتم تحويل قوة الجودة العالية والاستقرار ، مع التموجات المفلترة بعناية ، والتي توفرها 3-5 أنواع من الحماية لمصدر الطاقة إلى ضوء ، ولكن يتم تبديدها بشكل سلبي في شكل حرارة.
في القوى العليا يذهبون السائقين - المثبتات الحالية للقيمة الاسمية.
باستخدام المقاوم الحالي لضبط التشغيل خصائص LED هي طريقة بسيطة وموثوقة لضمان التشغيل الأمثل.
أمثلة بالفيديو لأبسط عملية حساب للمقاومة.
ولكن مع قوة الصمام الثنائي التي تزيد عن مائة ملي واط ، من الضروري استخدام مصادر مستقلة أو مدمجة للاستقرار الحالي أو المحركات.
