Cách tính toán chính xác và chọn điện trở cho đèn LED

Mỗi chúng ta đều đã thấy Đèn LED. Một đèn LED nhỏ thông thường trông giống như một thấu kính hình nón bằng nhựa ở chân dẫn điện, bên trong có cực âm và cực dương. Trong sơ đồ, đèn LED được mô tả như một diode thông thường, từ đó các mũi tên chỉ ra ánh sáng phát ra. Vì vậy, đèn LED được sử dụng để nhận ánh sáng khi các electron chuyển từ cực âm sang cực dương - ngã ba pn ánh sáng nhìn thấy được phát ra.

Việc phát minh ra đèn LED xảy ra vào những năm 1970 xa xôi, khi đèn sợi đốt được sử dụng để thu được ánh sáng. Nhưng ngày nay, vào đầu thế kỷ 21, đèn LED cuối cùng đã thay thế cho nguồn ánh sáng điện hiệu quả nhất.

Đâu là dấu cộng cho đèn LED, và dấu trừ ở đâu?

Để kết nối đúng đèn LED với nguồn điện, trước tiên bạn phải quan sát cực tính. Cực dương của đèn LED được kết nối với nguồn cộng + + của nguồn điện và cực âm với âm trừ - Hồi. Cực âm được kết nối với âm có đầu ra ngắn, cực dương, tương ứng, dài - chân dài của đèn LED nằm trên cộng + + của nguồn điện.

Nhìn vào bên trong đèn LED: điện cực lớn là cực âm, nó là điểm trừ, điện cực nhỏ, trông giống như phần cuối của chân, là điểm cộng. Và bên cạnh cực âm, ống kính LED có một vết cắt phẳng.

Không giữ sắt hàn trong một thời gian dài

Các dây dẫn LED nên được hàn gọn gàng và nhanh chóng, vì mối nối bán dẫn rất sợ nhiệt dư thừa, vì vậy bạn cần chạm vào sắt hàn bằng đầu của nó với một mũi nhọn vào chân hàn, sau đó bỏ sắt hàn sang một bên. Tốt hơn là giữ chân LED hàn bằng nhíp trong quá trình hàn để đảm bảo nhiệt được lấy ra khỏi chân chỉ trong trường hợp.

Điện trở cần thiết khi kiểm tra đèn LED

Chúng ta đến với điều quan trọng nhất - làm thế nào để kết nối đèn LED với nguồn điện. Nếu bạn muốn kiểm tra đèn LED để biết hiệu suất, sau đó không kết nối trực tiếp với pin hoặc với nguồn điện. Nếu nguồn điện của bạn là 12 volt, thì hãy sử dụng điện trở 1 kOhm nối tiếp với đèn LED đang được thử nghiệm để bảo vệ nó.

Đừng quên về sự phân cực - một dẫn dài đến một điểm cộng, một chì từ một điện cực bên trong lớn đến một điểm trừ. Nếu bạn không sử dụng điện trở, thì đèn LED sẽ nhanh chóng bị cháy, nếu bạn vô tình vượt quá điện áp định mức, một dòng điện lớn sẽ chạy qua tiếp giáp p-n, và đèn LED sẽ gần như ngay lập tức bị hỏng.

Màu LED

Đèn LED có nhiều màu khác nhau, nhưng màu sắc của ánh sáng không phải lúc nào cũng được xác định bởi màu của ống kính LED. Trắng, đỏ, xanh dương, cam, xanh lá cây hoặc vàng - ống kính có thể trong suốt, và nếu bạn bật nó, nó sẽ chuyển sang màu đỏ hoặc xanh. Đèn LED màu xanh và trắng là đắt nhất. Nói chung, thành phần của chất bán dẫn ảnh hưởng đến màu sắc phát sáng của đèn LED và màu của ống kính là yếu tố phụ.

Đèn LED RGB nhiều màu chứa trong một trường hợp một vài điểm nối pn phát sáng, mỗi điểm cho màu sắc phát sáng riêng. Bằng cách kết hợp độ sáng của các thành phần với dòng điện hoặc tần số của các xung hiện tại (đối với các tinh thể màu đỏ, xanh lá cây và xanh dương), bạn có thể nhận được bất kỳ sắc thái nào. Tất nhiên, ở đây, các điện trở cân bằng là cần thiết cho mỗi kênh màu.

Tìm giá trị điện trở cho đèn LED

Các điện trở được kết nối nối tiếp với đèn LED. Chức năng của điện trở là giới hạn dòng điện, làm cho nó gần với giá trị danh nghĩa của đèn LED để đèn LED không bị cháy ngay lập tức và sẽ hoạt động ở chế độ danh nghĩa bình thường. Chúng tôi tính đến dữ liệu ban đầu sau đây:

• Vps là điện áp của nguồn điện;

• Vdf - giảm điện áp trực tiếp trên đèn LED ở chế độ bình thường;

• Nếu là dòng điện danh định của đèn LED ở chế độ ánh sáng bình thường.

Bây giờ trước khi bạn tìm thấy giá trị của điện trở R yêu cầu, lưu ý rằng dòng điện trong mạch nối tiếp sẽ không đổi, giống nhau ở mỗi phần tử: dòng điện Nếu qua đèn LED sẽ bằng với dòng điện Ir thông qua điện trở giới hạn.

Do đó, Ir = Nếu. Nhưng Ir = Ur / R - theo luật Ohm. Và Ur = Vps-Vdf. Do đó, R = Ur / Ir = (Vps-Vdf) / If.

Đó là, biết điện áp của nguồn điện, sụt áp trên đèn LED và dòng điện định mức của nó, bạn có thể dễ dàng chọn điện trở giới hạn phù hợp.

Nếu giá trị điện trở tìm thấy không thể được chọn từ loạt xếp hạng điện trở tiêu chuẩn, thì lấy điện trở có giá trị lớn hơn một chút, ví dụ, thay vì tìm thấy 460 Ohms, luôn luôn tìm thấy 470 Ohms. Độ sáng của đèn LED sẽ giảm rất nhẹ.

Ví dụ về lựa chọn điện trở:

Giả sử có nguồn điện 12 volt và đèn LED cần 1,5 volt và 10 mA để phát sáng bình thường. Chúng tôi chọn một điện trở dập tắt. 12-1,5 = 10,5 volt sẽ rơi vào điện trở và dòng điện trong mạch nối tiếp (nguồn điện, điện trở, LED) phải là 10 mA, do đó theo định luật Ohm: R = U / I = 10,5 / 0,010 = 1050 ohm. Chúng tôi chọn 1,1 kOhm.

Điện trở nên là gì? Nếu R = 1100 Ohms và dòng điện là 0,01 A, thì theo định luật Joule-Lenz, năng lượng nhiệt Q = I * I * R = 0.11 J sẽ được giải phóng mỗi giây trên điện trở, tương đương với 0,11 W. Một điện trở 0,125 W sẽ làm, thậm chí một lề sẽ vẫn còn.

Kết nối loạt LED

Nếu bạn có mục tiêu kết nối một số đèn LED thành một nguồn sáng duy nhất, tốt nhất là thực hiện kết nối theo chuỗi. Điều này là cần thiết để không bám điện trở của bạn vào mỗi đèn LED, để tránh tổn thất năng lượng không cần thiết. Đèn LED cùng loại, từ cùng một đợt, phù hợp nhất cho kết nối nối tiếp.

Giả sử bạn cần kết hợp nhất quán 8 đèn LED 1,4 volt với dòng điện 0,02 A để kết nối với nguồn điện 12 volt. Rõ ràng, tổng dòng điện sẽ là 0,02 A, nhưng tổng điện áp sẽ là 11,2 volt, do đó 0,8 volt ở dòng điện 0,02 A sẽ tiêu tan trên điện trở. R = U / I = 0,8 / 0,02 = 40 Ohms. Chọn một điện trở ở công suất tối thiểu 43 ohms.

Kết nối song song của chuỗi LED không phải là lựa chọn tốt nhất

Nếu bạn có sự lựa chọn, tốt nhất là kết nối đèn LED nối tiếp, không song song. Nếu bạn kết nối song song một số đèn LED thông qua một điện trở chung, thì do sự lan truyền trong các thông số của đèn LED, mỗi đèn LED sẽ không ngang bằng với các đèn LED khác, một số đèn sẽ phát sáng hơn, có nhiều dòng điện hơn và một số sẽ mờ hơn. Kết quả là, bất kỳ đèn LED nào sẽ bị cháy sớm hơn do sự xuống cấp nhanh chóng của tinh thể. Sẽ tốt hơn cho kết nối song song của đèn LED, nếu không có sự thay thế, áp dụng một điện trở giới hạn cho mỗi mạch.

Xem thêm: Sơ đồ kết nối LED đơn giản