Розраховуємо резистор для світлодіода, драйвер і гасить конденсатор

Світлодіодні елементи все частіше застосовуються в сферах діяльності людства як освітлювальні прилади для приміщень, в вуличних ліхтарях, кишенькових ліхтариках, при освітленні акваріума. В автомобільній індустрії групи світлодіодів широко використовуються для підсвічування габаритних вогнів, стоп сигналів і поворотів.

Зовнішній вигляд світлодіодів

Окремими елементами з різними кольорами забезпечують підсвічування приладової панелі, індикацію зниження рівня охолоджуючої рідини радіатора. Неможливо перелічити всі напрямки їх використання: від прикраси новорічної ялинки, підсвічування акваріума до приладів ракетно-космічної техніки.

Вони поступово витісняють звичайні лампи розжарювання. Численні Інтернет магазини в режимі онлайн продають світлодіодні стрічки та інші освітлювальні прилади. Також можна знайти калькулятор розрахунку схем драйверів для них, якщо з’явиться необхідність їх ремонту або виготовлення своїми руками. Такому бурхливому розвитку є цілий ряд причин.

основні переваги

  • мале споживання енергії;
  • високий ККД;
  • низькі напруги;
  • майже відсутня нагрів;
  • висока ступінь електричної і пожежної безпеки;
  • міцний корпус: відсутність тендітних ниток розжарювання і скляних колб робить їх стійкими до механічних, вібраційних дій;
  • безінерційною спрацьовування забезпечує швидкодію, немає витрат часу на розігрів нитки розжарювання;
  • міцність, малі габарити і довговічність;
  • безперервний ресурс роботи не менше 5 років;
  • широкий вибір спектра (кольору) і можливість конструкції окремого елемента робити розсіяне або спрямоване освітлення.

Є кілька суттєвих недоліків:

  1. Висока вартість.
  2. Інтенсивність світлового потоку окремого елемента мала.
  3. Чим вище напруга необхідного джерела живлення, тим швидше руйнується структура світлодіодних елементів. Проблема перегріву вирішується установкою радіатора.

Параметри і особливості

Переваг у світлодіодів набагато більше, ніж недоліків, але через високу вартість народ не поспішає купувати освітлювальні прилади на основі світлодіодів. Люди, що володіють необхідними знаннями, купують окремі елементи і самі збирають світильники для акваріума, роблять підключення на приладові панелі автомобілів, степових сигналів і габаритів. Але для цього треба добре розібратися в принципах роботи, параметрах і конструктивних особливостях світлодіодів.

параметри:

  • робочий струм;
  • робоча напруга;
  • колір світлового потоку;
  • кут розсіювання:
  • тип корпусу.

Особливістю конструкцій є діаметр, форма лінзи, яка визначає спрямованість і ступінь розсіювання світлового потоку. Ділянка колірного спектра світіння визначають домішки додаються в напівпровідниковий кристал діода. Фосфор, індій, галій, алюміній забезпечують підсвічування від червоного до жовтого діапазону.

Склад азоту, галію, індію зробить спектр в діапазоні синього і зеленого кольорів, якщо до кристалу синього (блакитного) спектра додати люмінофор, можна отримати біле світло. Кути напрямки і розсіювання потоків визначає склад кристала, але в більшій мірі форма лінзи світлодіода.

Для підтримки живого світу акваріума необхідний процес фотосинтезу водоростей. Тут потрібно правильний спектр і певний рівень освітлення акваріума, з чим добре справляються світлодіоди.

Розрахунок параметрів і схем

Визначившись з кольором, напрямом потоку освітлення і напругою джерела живлення можна купувати світлодіоди. Але щоб зібрати потрібну схему, треба зробити розрахунок резистора світлодіода в ланцюзі, який гасить підвищена напруга живлення. Робочий струм і напруга нам відомо по номіналах.

Треба обов’язково враховувати, що світлодіод це напівпровідник, який має полярності.

Якщо переплутати полярність, він не засвітиться і може взагалі вийти з ладу. Хорошим прикладом для розрахунку резистором в схемах підключення світлодіодів є світлотехнічні прилади автомобіля. Як індикації стану певного технічного параметра використовується один світлодіодний елемент, як варіант береться знижений рівень охолоджувальної рідини радіатора.

Схема підключення світлодіода

R = Uак. – Uраб. / I раб.
R = 12В – 3В / 00,2А = 450 Ом = 0,45 кОм.

Uак – напруга джерела живлення, в нашому випадку автомобільний акумулятор 12В;
Uраб – робоча напруга світлодіода;
I раб – робочий струм світлодіода.

Можна розрахувати опір резистором в схемі з послідовним підключенням деякої кількості світлодіодів. Такий варіант може використовуватися для підсвічування приладів на передній панелі або в якості степових вогнів автомобіля.

Схема послідовного підключення світлодіодів і гасить опору

Розрахунок опору аналогічний:

R = Uак – Uраб * n / Iраб.

R = 12В – 3В * 3 / 0.02А = 150 Ом = 0,15 кОм.

n – кількість світлодіодів 3 шт.

Варто розглянути випадок з шістьма світлодіодами; в стопорних ліхтарях застосовують і більшу кількість, але методика розрахунку опору і побудова схеми будуть ті ж.

R = Uак – Uраб * n / Iраб
R = 12В – 18 В / 002А – робоча напруга діодів перевищує напруга джерела живлення, в цьому випадку доведеться діоди розділити на 2 групи по три діода і підключити їх по паралельній схемі. Розрахунки робимо для кожної групи окремо.

Схема з шістьма світлодіодами

Попередній розрахунок з трьома світлодіодами в схемі з послідовним підключенням показує, що для паралельного підключення в кожній групі величина опору резистора повинна бути по 0,15 кОм.

Незважаючи на невелике нагрівання, світлодіодні світильники не працюють без радіатора. Наприклад, для освітлення акваріума зверху встановлюється кришка, на якій кріпляться точкові джерела світла або світлодіодна стрічка. Щоб уникнути її перегріву, застосовується алюмінієвий профіль. Для виготовлення радіатора починають застосовувати спеціальні пластмаси, що розсіюють тепло. Фахівці не рекомендують самостійно займатися їх виготовленням, хоча ніхто не забороняє вживати заходів щодо поліпшення відводу тепла від потужних світильників. Як радіатора добре застосовувати мідь, що володіє високою теплопровідністю.

На багатьох сайтах можна знайти калькулятор, за допомогою якого надається можливість вибору схеми, внесення параметрів діода і розрахунку в режимі онлайн резистора для одного світлодіода або групи.

У спеціалізованих магазинах можна купити диски з програмним забезпеченням і встановити на домашній комп’ютер драйвера. Програма з драйверами легко скачується безкоштовно в режимі онлайн або купується, якщо оплатити електронними грошима на сайті.

Особливості, які треба враховувати:

  • Не рекомендується підключати світлодіоди в паралельній схемі через одне опір. При несправності одного діода на інші подаватиметься занадто сильна напруга, що призведе все діоди до виходу з ладу. Якщо попадеться така схема, можна через онлайн-калькулятор розрахувати і переробити її, додавши окремі опору на світлодіоди.

Схема паралельного підключення

  • У розрахунках можуть вийти значення резистора, які не збігаються зі стандартними номіналами, тоді вибирається опір трохи більше. Тут зручно використовувати калькулятор в онлайн режимі.
  • При збігу робочої напруги світлодіодів і джерела живлення в побутових схемах для ліхтариків, ялинкових гірлянд іноді резистор не використовують. При цьому окремі світлодіоди світяться з різною яскравістю, це викликано розкидом їх параметрів. Рекомендується в цих випадках застосовувати конвертори для підвищення напруги.

Нижче зображена одна з найпростіших схем драйвера світлодіодної лампи.

Схема і фото драйвера лампи MR-16

Схема зібрана із застосуванням замість трансформатора конденсатора C1 і резистора R1. Напруга подається на діодний міст. Обмеження струму забезпечується за рахунок конденсатора С1, який створює опір, але не розсіює тепло, а зменшує напругу при послідовному підключенні до мережі живлення.

Випрямлена напруга згладжується за допомогою електролітичного конденсатора С2. Опір R1 призначений для розрядки конденсатора С1 при відключенні харчування. R1 і R2 в роботі схеми участі не беруть. Резистор R2 призначений для захисту конденсатора С2 від пробою, якщо відбувається обрив в ланцюзі живлення лампи.

На фото представлений вид драйвера з двох сторін. Червоний циліндр – це зображення конденсатора С1, чорний – С2.

Резистор. Відео

На питання, що таке резистор, і як він працює, відповість це відео. Простота викладу дає можливість засвоїти матеріал навіть новачкові.

З огляду на все вищесказане, можна зробити правильний самостійний розрахунок резистора для світлодіода і придбати в спеціалізованому магазині те, що по-справжньому стане в нагоді в господарстві.

Ссылка на основную публикацию