Подключение светоизлучающего диода к сети 220 В
Если запитать светодиод прямо от 220 В с ограничением его тока, то светить он будет при положительной полуволне и гаснуть при отрицательной. Но это только в том случае, когда обратное напряжение p-n перехода будет много больше 220 В. Обычно это в районе 380-400 В.
Второй способ включения– через гасящий конденсатор. Сетевое напряжение подают на «мост» на диодах VD1-VD4. Конденсатор С1 «погасит» около 215-217 В. Остаток выпрямится. После фильтрации конденсатором С2 постоянное напряжение подают на светодиод. Не забудьте об ограничении тока через диод резистором Еще одна схема подключения – с однополупериодным выпрямителем на диоде и с ограничивающим резистором, величиной 30 кОм.
Подключение светодиодов к напряжению 220В
Первое, что нужно знать при подключении к сети 220В, — для номинального свечения через светодиод должен проходить ток в 20мА, а падение напряжения на нем не должно превышать 2,2-3В. Исходя из этого, необходимо рассчитать номинал токоограничивающего резистора по следующей формуле:
в которой 0,75 – коэффициент надежности led, U пит – это напряжения источника питания, U пад – напряжение, которое падает на светоизлучающем диоде и создает световой поток, I – номинальный ток, проходящий через него, и R – номинал сопротивления для регулирования проходящего тока. После соответствующих вычислений, номинал сопротивления должен соответствовать 30 кОм.
Однако не стоит забывать, что на сопротивлении будет выделятся большое количество тепла за счет падения напряжения. По этой причине дополнительно необходимо рассчитать мощность этого резистора по формуле:
Для нашего случая U – это будет разность напряжения питающей сети и напряжения падения на светодиоде. После соответствующих вычислений, для подключения одного led мощность сопротивления должна равняться 2Вт.
После определения номинала и мощности сопротивления можно собрать схему для подключения одного светодиода к 220В. Для ее надежной работы необходимо ставить дополнительный диод, который будет защищать светоизлучающий диод от пробоя, при возникновении амплитудного напряжения на выводах светодиода в 315В (220*√2).
Схема практически не применяется, поскольку в ней возникают очень большие потери из-за выделения тепла в сопротивлении. Рассмотрим более эффективную схему подключения к 220 В:
На схеме, как видим, установлен обратный диод VD1, пропускающий обе полуволны на конденсатор C1 емкостью 220 нФ, на котором происходит падение напряжение до необходимого номинала.
Но это упрощенная модель для подключения LED, в большинстве светодиодных ламп уже встроенный драйвер (схема), который преобразует переменное напряжение 220В в постоянное с величиной 5-24В для их надежной работы. Схему драйвера Вы можете видеть на следующем фото:
Где можно применить
Линзы для светодиодов
Светодиоды можно применять где угодно, насколько позволяет фантазия владельца авто. Их можно использовать как противотуманные фары, в качестве дополнительной подсветки, интегрировать в поворотники, а также сделать подсветку салона. О подсветке салона стоит поговорить подробнее, так как это интересует многих автолюбителей. Все что нужно для начала – это приобретение нескольких комплектов светодиодной подсветки, включающей в себя несколько ярчайших светодиодов со встроенными линзами. Не стоит скупиться и экономить, светодиоды плохого качества не оправдают того, что ждет владелец авто от светодиодной подсветки.
Стоит обратить внимание и на длину проводов в комплекте светодиодов, чем больше длина, тем, естественно, лучше. Легкий монтаж светодиодов не требует особых знаний, поэтому после покупки можно приступать к установке. Крепить светодиоды следует при помощи миниатюрных кронштейнов, которые имеют клейкую основу, поэтому и крепятся там, где только можно
Единственное, что может резко ограничить полет фантазии – это длина проводов, которые будут подключаться к прикуривателю
Крепить светодиоды следует при помощи миниатюрных кронштейнов, которые имеют клейкую основу, поэтому и крепятся там, где только можно. Единственное, что может резко ограничить полет фантазии – это длина проводов, которые будут подключаться к прикуривателю
Легкий монтаж светодиодов не требует особых знаний, поэтому после покупки можно приступать к установке. Крепить светодиоды следует при помощи миниатюрных кронштейнов, которые имеют клейкую основу, поэтому и крепятся там, где только можно. Единственное, что может резко ограничить полет фантазии – это длина проводов, которые будут подключаться к прикуривателю.
Крепления
Стоит знать, что каждый предохранитель и электрическая цепь в транспортном средстве рассчитаны на строго определенную нагрузку, для каждого элемента свою.
Подключение через предохранители защитит от скачков напряжения, и как следствие, предохранит оборудование от сбоев в работе и поломки. Причем переживать за то, что светодиоды могут разрядить аккумулятор, не придется, так как они потребляют совсем небольшое количество энергии.
Кроме эстетической составляющей, светодиодная подсветка несет и практическую функцию, поэтому к установке и подключению, а также и к приобретению светодиодов, нужно подойти со всей ответственностью и с соблюдением всех мер безопасности.
Поиск подходящего резистора
Рассчитаем какой резистор R в приведённой схеме нам нужно взять, чтобы получить оптимальный результат. Предположим, что у нас такой светодиод и источник питания:
Найдём оптимальное сопротивление R и минимально допустимую мощность резистора PR.
Сначала поймём какое напряжение должен взять на себя резистор:
По закону Ома найдём значение сопротивления, которое обеспечит такое падение:
Теперь найдём мощность, которую при этом резистору придётся рассеивать:
Это означает, что при мощности резистора менее 54 мВт резистор перегорит.
Простое правило
Чтобы не заниматься расчётами резистора каждый раз во время проведения экспериментов, можно просто запомнить правило для самого типичного сценария.
Для питания 1 светодиода на 20 мА от 5 В используйте резистор от 150 до 360 Ом.
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.
Как сделать правильный расчет сопротивления для светодиода?
Можно выделить три основные методики: при помощи онлайн калькулятора, расчет при помощи программы, установленной на компьютер и вычисление сопротивления резистора самостоятельно при помощи формул.
Расчет онлайн
Использовать калькулятор, который можно найти в интернете на многих сайтах применяемого при расчете необходимого параметра сопротивления. В этом случае вводятся паспортные данные светодиода, количество последовательно соединенных приборов и напряжение источника питания.
По справочнику узнать следующие параметры:
- номинальное напряжение полупроводника;
- рабочий ток светодиода.
Ввести все необходимые данные в готовую форму.
Получить готовый номинал ограничительного сопротивления и его мощность.
Расчет с помощью калькулятора
Есть программы вычисления данных сопротивления для ограничения прямого тока светодиода, которые можно приобрести в электронных магазинах, на оптических дисках или скачать с бесплатных сайтов. Установить калькулятор на компьютер. Определить напряжение питания цепи и количество последовательно соединенных светодиодов.
- Запустить программу.
- Ввести исходные данные.
- Получить сопротивление для резистора и его мощность рассеивания.
Расчет вручную
Для расчета вручную нужно вспомнить закон Ома: I = U / R . Узнать исходные данные:
- напряжение источника питания;
- его прямой ток;
- прямое напряжение прибора;
- определиться с количеством элементов в цепи и со схемой их включения.
Наиболее распространены две схемы питания светодиодов:
Расчета схемы последовательного соединения светодиода и резистора.
Сумма напряжений на светоизлучающем приборе VD 1 и на сопротивлении R 1 должно равняться напряжению источника питания — U пр. Ток, проходящий через светодиод и через резистор – равны между собой — I пр.
Исходные данные: U пр=3В, I пр=20мА, U ип-12В.
Рассчитать напряжение на R 1: U R 1 = U ип- U пр. U R 1 =12-3=9В.
Имея эти данные можно высчитать сопротивление ограничительного сопротивления в цепи: R 1= U R 1/ I пр. R 1=9/0,02=450Ом.
Сопротивление в цепи ставят для ограничения проходящего тока, при этом выделяется тепло
Важной характеристикой резистора является параметр «рассеиваемая мощность». Если ее недостаточно, то происходит перегрев элемента, подгорание и изменение параметров вплоть до разрушения, что приведет к неисправности цепи. Поэтому необходимо рассчитать и мощность рассеивания: P = I * U
Поэтому необходимо рассчитать и мощность рассеивания: P = I * U
P R 1 =0,02*9=0,18Вт
Поэтому необходимо рассчитать и мощность рассеивания: P = I * U . P R 1 =0,02*9=0,18Вт.
В результате расчетов получится, что для устойчивой работы прибора с параметрами U пр=3 В, I пр=20 мА в цепи с источником постоянного тока напряжением 12 вольт необходим резистор сопротивлением 450 Ом мощностью 0,18Вт.
Расчета для схемы последовательного соединения резистора и трех светодиодов.
Подобный расчет можно провести и для цепи с последовательно соединенными одним сопротивлением и тремя светоизлучающими элементами. Их количество может быть произвольным, но при условии, что сумма напряжений на них не менее напряжения источника питания.
Все приведенные выше расчеты справедливы и для этой схемы. Разница лишь в том, что для питания трех последовательно соединенных элементов будет необходимо не 3 вольта, а в три раза больше. Для питания трех светодиодов требуется 9 вольт, а на резисторе будет падение напряжения: U R 1= U ип — ( U VD 1+ U VD 2+ U VD 3 ). Получается 3 вольта. Ток в цепи не изменится, потому, что через три последовательно соединенных светодиода будет проходить тот же ток — I пр=20мА.
Изменятся соответственно и параметры резистора. R 1= U R 1/ I пр. R 1=3/0,02=150Ом.
Мощность тоже поменяется: P R 1 =0,02*3=0,06Вт.
Для тех, кто не очень хорошо знаком с резисторами: промышленность выпускает резисторы с определенными номиналами. Если требуется элемент с такими данными – 50Ом, 0,18Вт, а их в наличии нет, тогда можно использовать 51Ом, который есть в линейке номиналов и 0,25Вт, что выше требуемого значения и подойдет не хуже расчетного значения.
Также можно подобрать нужное значение, соединяя элементы последовательно или параллельно. При последовательном соединении значения сопротивления суммируются. При параллельном – рассчитывается по специальной формуле.
Альтернативой пассивным элементам в схеме ограничения тока можно отметить стабилизаторы тока, которые намного сложнее, но работа их более надежна и экономична.
Маркировка резисторов
Маркировка выводных резисторов
На корпус резистора наносится специальная маркировка, которая содержит информацию об основных параметрах резистора (как минимум номинальное сопротивление и допуск). Маркировка может выполняться текстом (текстовый код) или цветом (цветовой код) согласно ГОСТ 28883-90 «Коды для маркировки резисторов и конденсаторов» (в литературе также можно встретить упоминание об отмененном ГОСТ 28364-89).
Резисторы с одинаковым номинальным сопротивлением 470 Ом, но с различными типам маркировки: текстовой снизу и цветовой сверху
Согласно ГОСТ 28883-90 текстовый код должен состоять из трех, четырех или пяти знаков, причем один из знаков должен быть буквой, остальные — цифры. Буква обозначает множитель, на который нужно умножить указанные цифры. Запятая десятичного знака заменяется буквой. Ниже приведены значения букв:
| Буква | Множитель |
| R | 1 Ом |
| K | 103 Ом (1 кОм) |
| M | 106 Ом (1 МОм) |
| G | 109 Ом (1ГОм) |
| T | 1012 Ом (1ТОм) |
Например: R47 – 0,47 Ом; 59R – 59 Ом; 5K9 – 5,9 кОм.
Цветовой код применяется для обозначения номинального сопротивления, допускаемого отклонения и температурного коэффициента (при необходимости). На корпус резистора наносят полоски. Каждая полоска может соответствовать значимой цифре, множителю, допускаемому отклонению или температурному коэффициенту. Первая полоса наносится у края резистора. Остальные полосы размещают так, чтобы первую полосу можно было безошибочно определить. Количество полос может быть от 3 до 6. Значения полосок показаны в таблице.
| 1 полоска | 2 полоска | 3 полоска | 4 полоска | 5 полоска | 6 полоска |
| Знач. цифра | Знач. цифра | Множитель | |||
| Знач. цифра | Знач. цифра | Множитель | Точность | ||
| Знач. цифра | Знач. цифра | Знач. цифра | Множитель | Точность | |
| Знач. цифра | Знач. цифра | Знач. цифра | Множитель | Точность | Температур. коэффициент |
| Цвет | Значимая цифра | Множитель | Допуск, % | Температурный коэффициент сопротивления, 10-6 °C |
| Серебрянный | — | 10-2 | ± 10 | — |
| Золотой | — | 10-1 | ± 5 | — |
| Черный | 1 | — | ± 250 | |
| Коричневый | 1 | 10 | ± 1 | ± 100 |
| Красный | 2 | 102 | ±2 | ± 50 |
| Оранжевый | 3 | 103 | — | ± 15 |
| Желтый | 4 | 104 | — | ± 25 |
| Зеленый | 5 | 105 | ± 0,5 | ± 20 |
| Голубой | 6 | 106 | ± 0,25 | ±10 |
| Фиолетовый | 7 | 107 | ± 0,1 | ± 5 |
| Серый | 8 | 108 | — | ± 1 |
| Белый | 9 | 109 | — | — |
| Без окраски | — | — | ± 20 | — |
Определить сопротивление резистора по цветовой маркировке онлайн можно с помощью калькулятора цветовой маркировки.
Как видно из таблицы резистор с тремя полосками имеет допуск ± 20 %.
Полоска температурного коэффициента согласно ГОСТ 28883-90 наносится одним из следующих методов:
- более широкая шестая полоска;
- прерывистая шестая полоска;
- спиральная линия.
Маркировка чип резисторов (SMD резисторов)
Для маркировки чип резисторов применяется текстовая маркировка. Резисторы размера 0402 не имеют маркировки из-за малых размеров.
Существует два типа марикровки чип резисторов:
- трех и четырёх числовая маркировка – первые два или три числа обозначают значение, последнее — множитель;
- маркировка EIA-96 – две цифры и буква, применяется для маркировки резисторов из ряда E96. Две цифры являются кодом трех цифр, буква – множитель.
Таблица кодов EIA-96
| Код | Знач. | Код | Знач. | Код | Знач. | Код | Знач. | Код | Знач. | Код | Знач. |
| 01 | 100 | 17 | 147 | 33 | 215 | 49 | 316 | 65 | 464 | 81 | 681 |
| 02 | 102 | 18 | 150 | 34 | 221 | 50 | 324 | 66 | 475 | 82 | 698 |
| 03 | 105 | 19 | 154 | 35 | 226 | 51 | 332 | 67 | 487 | 83 | 715 |
| 04 | 107 | 20 | 158 | 36 | 232 | 52 | 340 | 68 | 499 | 84 | 732 |
| 05 | 110 | 21 | 162 | 37 | 237 | 53 | 348 | 69 | 511 | 85 | 750 |
| 06 | 113 | 22 | 165 | 38 | 243 | 54 | 357 | 70 | 523 | 86 | 768 |
| 07 | 115 | 23 | 169 | 39 | 249 | 55 | 365 | 71 | 536 | 87 | 787 |
| 08 | 118 | 24 | 174 | 40 | 255 | 56 | 374 | 72 | 549 | 88 | 806 |
| 09 | 121 | 25 | 178 | 41 | 261 | 57 | 383 | 73 | 562 | 89 | 825 |
| 10 | 124 | 26 | 182 | 42 | 267 | 58 | 392 | 74 | 576 | 90 | 845 |
| 11 | 127 | 27 | 187 | 43 | 274 | 59 | 402 | 75 | 590 | 91 | 866 |
| 12 | 130 | 28 | 191 | 44 | 280 | 60 | 412 | 76 | 604 | 92 | 887 |
| 13 | 133 | 29 | 196 | 45 | 287 | 61 | 422 | 77 | 619 | 93 | 909 |
| 14 | 137 | 30 | 200 | 46 | 294 | 62 | 432 | 78 | 634 | 94 | 931 |
| 15 | 140 | 31 | 205 | 47 | 301 | 63 | 442 | 79 | 649 | 95 | 953 |
| 16 | 143 | 32 | 210 | 48 | 309 | 64 | 453 | 80 | 665 | 96 | 976 |
Таблица множителей EIA-96
| Код | Z | Y or R | X or S | A | B or H | C | D | E | F |
| Множитель | 0.001 | 0.01 | 0.1 | 1 | 10 | 100 | 1000 | 10000 | 100000 |
Определить сопротивление чип (SMD) резистора можно с помощью калькулятора маркировки SMD резисторов.
Если на smd резистотре нанесен 0 – это перемычка.
Подробный алгоритм по включению светодиода к 12 В
Опираясь на вышеизложенную информацию, составим пошаговый алгоритм подключения светодиодов к источнику питания на 12 В. 1) Определить тип блока питания:
- если БП внешне напоминает сетевой адаптер, то узнать его тип можно по массе. Устройство импульсного типа будет весить 100-200 г, что в 2-3 раза меньше массы линейного аналога;
- из надписи на корпусе узнать вид напряжения на выходе (постоянное, переменное);
- из надписи узнать мощность и максимальный ток, который он способен выдать в нагрузку, то есть светодиодам;
- включить БП в сеть и измерить напряжение на выходе мультиметром, чтобы убедиться в его исправности.
2) По типу светодиода узнать его номинальный ток, напряжение и потребляемую мощность. 3) Сделать вывод о возможности подключения светодиода к имеющемуся БП. К примеру, есть импульсный адаптер с параметрами:
- напряжение на входе – AC: 230 V ~50 Hz;
- напряжение на выходе – DC: 12 V = 1 А;
- мощность – 12 W.
К нему можно последовательно подключить 3 однотипных синих, зелёных или белых светодиода через резистор, рассчитав его номинал по приведенной выше формуле. Их номинальный ток не должен превышать 700 мА. Тогда мощность в нагрузке не превысит: P=PLED1+ PLED1+PLED1+PR=3,3*0,7+3,3*0,7+3,3*0,7+2*0,7=8,3 Вт.
Оставшийся запас мощности позволит адаптеру длительно и стабильно работать без перегрузок. 4) Соединять светодиоды следует с соблюдением полярности, а резистор можно разместить в любой части электрической цепи. 5) Все контакты готового устройства должны быть надежно запаяны и после успешного запуска заизолированы.
Источники питания
Для подключения светодиода применяются специальные источники питания, разрабатываемые согласно установленным требованиям и нормативам. В процессе проектирования, потребуется определиться с коэффициентом мощности, энергетической эффективностью и уровнем пульсации.
Основной особенностью современных источников питания является наличие встроенного корректора коэффициента мощности, а приборы для внутреннего освещения отличаются повышенными требованиями к уровню токовой пульсации.
Схемы подключения светодиодов
Если источник питания в виде светоизлучающих диодов, предполагается применять в наружном освещении, то показатели защиты такого устройства должны составлять IP-67 при широком температурном диапазоне.
Источниками светодиодного питания в условиях токовой стабилизации обеспечиваются постоянные показатели выходного тока в широком диапазоне. Если источник для LЕD-светильника имеет стабилизацию по показателям напряжения, то формируется постоянное напряжение выходного типа в условиях токовой нагрузки, но не более максимально допустимых значений. В некоторых современных приборах присутствует комбинированная стабилизация.
Самым экономичным вариантом источника питания для светодиодных приборов являются современные диммируемые устройства.
Видео о подключении
Перед подключением советуем посмотреть хорошее видео для закрепления полученных знаний. Автор подробно и доступным языком рассказывает, как подключить светодиод к 12 вольтам от блока питания компьютера, как рассчитать резистор и другие нюансы.
В заключении можно сказать, что при подключении сверхъярких светодиодах нужно принимать во внимание следующие соображения:
- важнейшим параметром светодиода является его рабочий ток;
- на гасящих резисторах бесполезно рассеивается энергия;
- применяя последовательное подключение можно уменьшить потери, одновременно уменьшив количество и мощность применяемых резисторов;
- в бортовой сети автомобиля не 12 Вольт, а несколько больше, и для надежной работы подключаемых светоизлучающих диодов нужно обязательно учитывать этот фактор.
Запомнив все вышеперечисленные аспекты подключения, Вы с легкостью запитаете любой светодиод, в любом количестве, от любого источника питания постоянного тока 12 Вольт.
Поделиться с друзьями:
Совсем недавно мы рассказывали, как разобрать светодиодную лампу. В этой статье мы покажем, что находится внутри, как это устроено и как работает.
Как ты, наверное, уже знаешь, лампочки эти бывают на 220 и 12 вольт. Последние сделаны в качестве энергосберегающей альтернативы галогенкам, и это неудивительно, ведь КПД хороших светодиодов выше, чем оный у лампочек накаливания, даже галогенных.
Но не всё так плохо. Более честные последователи дядюшки Ляо смекнули, что если взять несколько мощных светодиодов, посадить их через термопасту на радиатор и приделать импульсный преобразователь-стабилизатор, то всё это вполне может уместиться в привычные габариты.
Китайская промышленность бодро откликнулась на такую потребность и начала клепать микросхемы одну за другой. Одним из примеров вышесказанного является данный экземпляр лампочки.
Заявленная мощность — аж 5 или 6 ватт (производитель сам не определился), 25 светодиодов форм-фактора 5050. Рассеивающие линзы лампы изготовлены из пластика, радиатор — литьё из отходов алюминия и кремния (силумин).
В цоколе расположен вполне честный импульсный преобразователь на микросхеме CSC8513. Информации о ней в интернете немного, но известно, что она предлагается как замена более известной BP3122. Впрочем, на обе есть даташиты.
Вывод: микросхема CSC8513 вполне пригодна для драйвера светодиодов мощностью 5-6 ватт. Внешний транзистор и радиаторы ей не требуются.
Следующие схемы светодиодных ламп предназначены для работы от переменного напряжения 12 вольт. именно его выдаёт трансформатор для галогенок. В связи с этим на входе каждого драйвера имеется мостик, собранный из четырёх диодов, предположительно — Шоттки. Дальше — самый обыкновенный, понижающий или повышающий преобразователь, в зависимости от количества светодиодов и схемы их соединения: параллельное, последовательное или смешанное.
Схема на микросхеме XL6001, информации по ней предостаточно:
Схема на популярной MC34063, из даташита:
Как видим, ничего нового революционного здесь нет. Радует то, что адепты дядюшки Ляо применяют высокоэффективные драйверы, выполняя их на компактных двухсторонних печатных платах, способных поместиться в малюсенький цоколь.
02.03.2015 9zip.ru Авторские права охраняет Роскомнадзор
Что такое светодиод и как он работает
Светодиод — это, во-первых, диод. И точно так же как у обычного диода, у светодиода есть два вывода (контакта питания): анод (плюс) и катод (минус). Это связано с тем, что светодиод является полупроводником, то есть, проводит электрический ток только в одну сторону (от анода к катоду), и не проводит в обратную (от катода к аноду).
Итак, для того, чтобы светодиод засветился, надо пропускать через него электрический ток в направлении от анода к катоду. Для этого следует подать на его анод положительное, а на катод — отрицательное напряжение.
Тут и начинается самое неприятное. Оказывается, что светодиод нельзя подключать к источнику питания напрямую, поскольку это приводит к немедленному сгоранию светодиода. Причина сего поведения кроется в следующем. Выражаясь простым бытовым языком, светодиод является очень жадной и неразумной личностью: получив неограниченное питание он начинает потреблять такую мощность, которую физически не способен выдержать.
Как мы все уже догадались, для нормальной работы светодиоду нужен строгий ограничитель. Именно с этой целью последовательно со светодиодом устанавливают резистор, который служит надежным ограничителем тока и мощности. Этот резистор называют ограничительным.
Напряжение питания светодиодов
Несмотря на то что электрический параметр №1 для светодиода – это номинальный ток, часто для расчётов необходимо знать напряжение на его выводах. Под понятием «напряжение светодиода» понимают разницу потенциалов на p-n-переходе в открытом состоянии.
Оно является справочным параметром и вместе с другими характеристиками указывается в паспорте к полупроводниковому прибору. 3, 9 или 12 вольт… Часто в руки попадают экземпляры, о которых ничего не известно. Так как узнать падение напряжения на светодиоде?
Прекрасной подсказкой в этом случае является цвет свечения, внешняя форма и размеры полупроводникового прибора. Если корпус светодиода выполнен из прозрачного компаунда, то цвет его остаётся загадкой, разгадать которую поможет мультиметр.
Для этого переключатель цифрового тестера переводят в положение «проверка на обрыв» и щупами поочерёдно касаются выводов светодиода. У исправного элемента в прямом смещении будет наблюдаться небольшое свечение кристалла. Таким образом, можно сделать вывод не только о цвете свечения, но и о работоспособности полупроводникового прибора.
Светоизлучающие диоды разных цветов изготавливают из различных полупроводниковых материалов. Именно химический состав полупроводника во многом определяет напряжение питания светодиодов, точнее, падение напряжение на p-n-переходе.
В связи с тем, что в производстве кристаллов используют десятки химических соединений, точного напряжения для всех светодиодов одного цвета не существует. Однако есть определённый диапазон значений, которых зачастую достаточно для проведения предварительных расчетов элементов электронной цепи.
С одной стороны, размер и внешний вид корпуса не влияют на прямое напряжение светодиода. Но, с другой стороны. через линзу можно увидеть количество излучающих кристаллов, которые могут быть соединены последовательно. Слой люминофора в SMD светодиодах может скрывать целую цепочку из кристаллов.
Ярким примером является миниатюрные многокристальные светодиоды от компании Cree, падение напряжения на которых зачастую значительно превышает 3 вольта. В последние годы появились белые SMD светодиоды, в корпусе которых размещено 3 последовательно соединённых кристалла. Их часто можно встретить в китайских светодиодных лампах на 220 вольт.
Естественно убедиться в исправности LED-кристаллов в такой лампе при помощи мультиметра не удастся. Стандартная батарейка тестера выдаёт 9 В, а минимальное напряжение срабатывания трёхкристального белого светоизлучающего диода – 9,6 В. Также встречаются двухкристальная модификация с порогом срабатывания от 6 вольт.
Самые точные данные о прямом падении напряжения на светодиоде можно получить путём проведения практических измерений. Для этого понадобится регулируемый блок питания (БП) постоянного тока с напряжение от 0 до 12 вольт, вольтметр или мультиметр и резистор на 510 Ом (можно больше). Лабораторная схема для тестирования показана на рисунке.
Здесь всё просто: резистор ограничивает ток, а вольтметр отслеживает прямое напряжение светодиода. Плавно увеличивая напряжение от источника питания, наблюдают за ростом показаний на вольтметре. В момент достижения порога срабатывания светодиод начнёт излучать свет.
В какой-то момент яркость достигнет номинального значения, а показания вольтметра перестанут резко нарастать. Это означает, что p-n-переход открыт, и дальнейший прирост напряжения с выхода БП будет прикладываться только к резистору. Текущие показания на экране и будут номинальным прямым напряжением светодиода.
Если ещё продолжить наращивать питание схемы, то расти будет только ток через полупроводник, а разность потенциалов на нём изменится не более чем на 0,1-0,2 вольт. Чрезмерное превышение тока приведёт к перегреву кристалла и электрическому пробою p-n-перехода.
Если рабочее напряжение на светодиоде установилось около 1,9 вольт, но при этом свечение отсутствует, то возможно тестируется инфракрасный диод. Чтобы убедиться в этом, нужно направить поток излучения на включенную фотокамеру телефона. На экране должно появиться белое пятно.
В отсутствии регулируемого блока питания можно запитать светодиод «кроной» на 9 В. Также можно задействовать в измерениях сетевой адаптер на 3 или 9 вольт, который выдаёт выпрямленное стабилизированное напряжение, и пересчитать номинал сопротивления резистора.
К каким батарейкам можно подключать светодиод?
В принципе, просто зажечь светодиод, можно от любой батарейки. Разработанные радиолюбителями и профессионалами электронные схемы позволяют успешно справиться с этой задачей. Другое дело, сколько времени будет непрерывно работать схема с конкретным светодиодом (светодиодами) и конкретной батарейкой или батарейками.
В данной формуле в числителе стоит работа, которую может совершить батарея, а в знаменателе мощность, которую потребляет светоизлучающий диод. Формула не учитывает КПД конкретно схемы и того факта, что полностью использовать всю емкость батареи крайне проблематично.
При конструировании приборов с батарейным питанием обычно стараются, чтобы их ток потребления не превышал 10 – 30% емкости батареи. Руководствуясь этим соображением и приведенной выше формулой можно оценить сколько нужно батареек данной емкости для питания того или иного светодиода.
Re: Питание 1,5 Вольтового ИК-светодиода от АА-батарейки.
Ребят присоветуйте что-нибудь. Я «паяльник» новичкового уровня.Пишу софт для управления всякими штуками с помощью ИК-излучения. В излучателях используются светодиоды с такими параметрами: Forward Voltage = 1.35V (typ) -1.6V (max) Forward Current = 100 mA (typ) / 200 mA (peak)
Излучатели в маленьких корпусах, и размещены где попало в зависимости от ситуационных условий. Потому их питание от 1 АА-батарейки. Стоит ли заморачиваться с драйвером или хватит посчитанного резюка и всё?
Да. И светят они (излучатели) не постоянно. Регулярно зажигаются на 0,5-2 секунды и тухнут примерно с такими же интервалами. Хочется, что бы жили светодиоды подольше и батарейку «высасывали» без снижения яркости свечения.
Посмотрите пульты ДУ от телевизоров там были транзисторные драйвера, правда 3х вольтовые. Токи 0,2А не всякая микросхема выдерживает.
Мнение эксперта
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»
Схема подключения светодиодов на 5 и 12 вольт На просторах интернета можно найти кучу подобных схем, но львиная доля от них либо содержат не те компоненты, либо не содержат нужных компонентов вообще. Спрашивайте, я на связи!
Заключение
Что нужно учесть, чтобы система работала правильно:
- Чтобы яркость источников освещения не изменялась, можно дополнительно добавить в цепь стабилизатор.
- При подключении нужно использовать качественное сопротивление, поскольку эффективность работы подсветки зависит именно от резистора. Кроме того, если в не хотите регулярно менять диоды, то они тоже должны быть качественными.
- Если вы не уверены в том, что сможете подключить подсветку правильно, то лучше обратиться за помощью к электрику.
- Перед подключением обязательно проверьте напряжение в бортовой сети — если оно пониженное, то нужно проверять работоспособность аккумулятора и генератора.
Цена вопроса
Стоимость диодов отличается в зависимости от их типа и предназначения. К примеру, за одну лампу головного освещения автовладельцу придется выложить от 300 до 5 тысяч рублей. Обычные диоды для установки в приборную панель стоят около 75 копеек за штуку. Отрезок диодной ленты длиной 30 см будет стоить около 600 рублей.