Pk-vtk.ru

Электро освещение
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Светлый угол — светодиоды

Светлый угол — светодиоды

Такой вопрос возник. Допустим, у меня 216 светодиодов. Они собраны в 36 параллельных цепей, в каждой из которых 6 диодов, соединенных последовательно. Светодиоды 5-мм белые, т.е. падение напр. в каждой ветке (и во всей цепи) примерно 20В, а ток в каждой ветке желателен 0,02А и в сумме 0,72А.
Мой блок питания выдает в эту цепь 20В и 1А. Нужно уменьшить ток до 0, 72А. Это можно сделать двумя способами.
1) Добавить на общий провод резистор 7,8 Ом.
2) Добавить в каждую из 36 параллельных веток резистор на 714 Ом.

Какой способ надежнее? Конечно, я как дилетант вставил бы, не задумываясь, общий резистор на 7,8 Ом. Но успел прочесть, что при последовательно-параллельном соединении светодиодов надежнее ставить резисторы в каждую из веток, в которых диоды стоят последовательно.

Дилетант Scio me nihil scire
Scio me nihil scireСообщений: 1379 Зарегистрирован: 08 авг 2011, 19:02 Благодарил (а): 20 раз. Поблагодарили: 40 раз.

Re: Где установить резистор?

Invisible_Light » 29 сен 2012, 11:52

Invisible_Light Scio me nihil scire
Scio me nihil scireСообщений: 6010 Зарегистрирован: 17 июн 2012, 01:53 Откуда: Киров Благодарил (а): 13 раз. Поблагодарили: 968 раз.

Re: Где установить резистор?

Дилетант » 29 сен 2012, 17:07

Дилетант Scio me nihil scire
Scio me nihil scireСообщений: 1379 Зарегистрирован: 08 авг 2011, 19:02 Благодарил (а): 20 раз. Поблагодарили: 40 раз.

Re: Где установить резистор?

Invisible_Light » 29 сен 2012, 19:52

Invisible_Light Scio me nihil scire
Scio me nihil scireСообщений: 6010 Зарегистрирован: 17 июн 2012, 01:53 Откуда: Киров Благодарил (а): 13 раз. Поблагодарили: 968 раз.

Re: Где установить резистор?

Дилетант » 30 сен 2012, 00:41

Дилетант Scio me nihil scire
Scio me nihil scireСообщений: 1379 Зарегистрирован: 08 авг 2011, 19:02 Благодарил (а): 20 раз. Поблагодарили: 40 раз.

Re: Где установить резистор?

Proizvoditel » 30 сен 2012, 01:22

Proizvoditel Scio me nihil scire
Scio me nihil scireСообщений: 2586 Зарегистрирован: 15 ноя 2011, 01:25 Откуда: Москва Благодарил (а): 103 раз. Поблагодарили: 177 раз.

Re: Где установить резистор?

Invisible_Light » 30 сен 2012, 12:06

Invisible_Light Scio me nihil scire
Scio me nihil scireСообщений: 6010 Зарегистрирован: 17 июн 2012, 01:53 Откуда: Киров Благодарил (а): 13 раз. Поблагодарили: 968 раз.

Re: Где установить резистор?

изобретатель » 30 сен 2012, 19:14

Re: Где установить резистор?

Invisible_Light » 30 сен 2012, 20:21

Invisible_Light Scio me nihil scire
Scio me nihil scireСообщений: 6010 Зарегистрирован: 17 июн 2012, 01:53 Откуда: Киров Благодарил (а): 13 раз. Поблагодарили: 968 раз.

Re: Где установить резистор?

vadimka » 30 сен 2012, 20:44

Читайте так же:
Саморегулирующий греющий кабель пусковой ток

Re: Где установить резистор?

изобретатель » 30 сен 2012, 21:35

Re: Где установить резистор?

Дилетант » 30 сен 2012, 23:00

Вы правы, Изобретатель, это не источник стабилизированного тока или напряжения. Это эрзац-непонятно что. Авторы статей на тему переделки КЛЛ употребляют выражение "импульсный блок питания".

Invisible_Light, я уж тоже думал насчет подключения более мощных диодов или запараллелить так, чтобы ток в 1А использовался максимально.
А предохранитель, да, поставлю, если буду этот источник использовать.

Чтобы этим БП пользоваться как более-менее предсказуемым блоком питания, надо, наверное, что-то стабилизировать, ток или напряжение. А сейчас при подключении, например, одной галогенной лампочки на 12В, 10Вт он выдает напряжение 21.1В и ток 1.12А. А при последовательном подключении двух таки ламп выдает напр. 22.8В и ток 0.8А. А при параллельном соединении получается 17.5В, и 2А. Т.е. логика есть, но показатели гуляют, как хотят.
А при подключении светодиодов дело другое. Видимо, этот БП учитывает падения напряжения на диодах. Без LM и без резисторов ток может быть выше максимально допустимого для диода процентов на 40, а напряжение в пределах даташита. Ставишь резистор для ограничения тока, чтобы он был в пределах максимально допустимого, и заодно напряжение становится точно средним для указанного в даташите.

Дилетант Scio me nihil scire
Scio me nihil scireСообщений: 1379 Зарегистрирован: 08 авг 2011, 19:02 Благодарил (а): 20 раз. Поблагодарили: 40 раз.

Re: Где установить резистор?

Дилетант » 30 сен 2012, 23:06

Спасибо за инфу, vadimka, но это пока не мой уровень.

Дилетант Scio me nihil scire
Scio me nihil scireСообщений: 1379 Зарегистрирован: 08 авг 2011, 19:02 Благодарил (а): 20 раз. Поблагодарили: 40 раз.

Re: Где установить резистор?

Дилетант » 01 окт 2012, 18:26

Дилетант Scio me nihil scire
Scio me nihil scireСообщений: 1379 Зарегистрирован: 08 авг 2011, 19:02 Благодарил (а): 20 раз. Поблагодарили: 40 раз.

Схемы питания светодиодов

Использование светодиодов для освещения и индикации — это надежное и экономичное решение. Светодиоды имеют очень высокий КПД, надежны, экономичны, безопасны, долговечны в сравнении с лампами накаливания и люминесцентными лампами. В данной статье рассматриваются способы включения светодиодов.

Описываются способы питания светодиода от компьютера, блока питания или прямо от бытовой сети переменного тока (розетки).

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).

Читайте так же:
Электромонтажные изделия кабель провод

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 языком, светодиод является очень жадной и неразумной личностью: получив неограниченное питание он начинает потреблять значительную 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.

Какие бывают светодиоды

Во-первых, светодиоды можно разделить по цветам: красный, желтый, зеленый, голубой, фиолетовый, белый. Большинство современных светодиодов выполнено из бесцветного прозрачного пластика, поэтому невозможно определить цвет светодиода не включив его.

Во-вторых, светодиоды можно разделить по номинальному току потребления. Широко распространены модели с током потребления 10 миллиампер (мА) и 20 мА. Следует помнить, что светодиод не в состоянии контролировать потребляемый ток. Именно поэтому мы вынуждены использовать ограничительные резисторы.

В-третьих, светодиоды можно разделить по такому параметру, как падение напряжения в открытом состоянии при номинальном токе. Несмотря на то, что про этот параметр часто забывают — его влияние весьма и весьма значительно. Благодаря этому параметру иногда можно избавиться от ограничивающего резистора.

Параметры светодиодов

Номинальный прямой ток — это электрический ток, который мы должны пропускать через светодиод. Слово прямой уточняет, что речь идет о токе, текущем от анода к катоду. Слово номинальный говорит о том, что при таком токе светодиод будет исправно работать отведенный для него срок жизни и больше. Для перестраховки при расчете схемы можно принять номинальный ток на 5…10 % ниже, чем рекомендуемый производителем. Это незначительно снизит яркость свечения светодиода, зато в разы повысит его надежность и долговечность.

Падение напряжения при номинальном прямом токе — это напряжение между катодом и анодом, действующее при пропускании через светодиод номинального тока.
Этот параметр может значительно повлиять на схему подключения светодиода. Например, невозможно запитать светодиод с падением напряжения 3,2 вольт от двух аккумуляторов с напряжением по 1,2 вольт или от одного с напряжением 2,5 вольт.
Итак, для питания светодиода необходим источник питания, выдающий напряжение не меньше, чем падение напряжения при номинальном токе.

Читайте так же:
Расчет сечения кабеля провода по длине

Подключаем светодиод к компьютеру

Светодиод(ы) можно подключить к компьютеру разными способами.

Для подключения светодиодов в качестве простого освещения удобно использовать разъемы блока питания, выдающие 5 и 12 вольт. Для подключения светодиодов в качестве светомузыки удобно использовать LPT порт компьютера.

Подключение светодиодов к блоку питания

Блок питания компьютера — это замечательный источник питания для светодиода или линейки из светодиодов, поскольку он вырабатывает стабилизированное напряжение +5 вольт (В) и +12 В.

Итак, разъем имеет четыре контакта, к которым подходят четыре же провода: два из них черные — это «ноль», один красный выдает напряжение +5 вольт, и один желтый выдает +12 вольт.

Рассмотрим схему подключения одного светодиода.

Схемы питания светодиодов

При питании от 5 В последовательно со светодиодом необходимо включить ограничительный резистор номиналом от 100 до 200 Ом.

Схемы питания светодиодов

При питании от 12 В последовательно со светодиодом требуется включить ограничительный резистор номиналом от 400 до 900 Ом.

Рассмотрим схему подключения двух светодиодов.

светодиод

При питании двух светодиодов от 5 вольт, в схему надо включить резистор до 100 Ом. Некоторые светодиоды в такой схеме будут светиться слишком тускло.

светодиод

При питании двух светодиодов от 12 В, в схему надо включить резистор от 250 до 600 Ом.

Рассмотрим схему подключения трех и четырех светодиодов.

светодиод

При питании трех светодиодов от 12 В, следует использовать резистор номиналом от 100 до 250 Ом.

светодиод

Некоторые светодиоды в такой схеме включения будут светиться слишком тускло.

Выше приведены схемы последовательного включения светодиодов. Существуют также способы параллельного включения светодиодов, однако они не экономичны и небезопасны, как для блока питания, так и для светодиодов. Кроме того, схемы параллельного включения сложны в расчетах, излишне требовательны к источнику питания, наконец, просто глупы, поэтому такие схемы здесь не приведены.

Подключение светодиодов к LPT порту

светодиод

При питании светодиода от порта LPT последовательно со светодиодом можно включить резистор номиналом до 100 Ом. В большинстве случаев, при питании светодиода от LPT порта резистор бывает не нужен. LPT порт предварительно должен быть переведен в режим EPP.

Подключение светодиода к сети 220 вольт (к розетке)

Внимание! При подключении светодиодов к сети питания 220 вольт следует строго соблюдать меры по обеспечению электробезопасности.

светодиод

При подключении светодиода к бытовой электросети переменного тока следует использовать ограничительный резистор номиналом 15 кОм для тока 10 мА или 30 кОм для тока 20 мА. Для дополнительной защиты светодиода в цепь можно дополнительно включить обычный диод. В этой схеме светодиод будет светиться лишь в полсилы.

Читайте так же:
Светодиодная лента 5050 потребляемый ток

Схемы питания светодиодов 1

В этой схеме светодиоды будут светиться в полную силу.

Обе схемы позволяют последовательно включить огромное количество светодиодов (до 70 штук).

Следует осознавать, что подключение светодиодов к розетке 220 В создает повышенную опасность поражения электрическим током.

Универсальная методика расчета схемы питания светодиодов

Как выбрать токоограничивающий резистор?

Для того чтобы ограничить ток, текущий через светодиод, применяют ограничительные резисторы. Как правило, номинал ограничительного резистора можно выбрать ориентировочно из рекомендуемого диапазона. Ниже приведен точный способ расчета номинального сопротивления резистора.

Расчет схемы для одного светодиода

За основу берется следующая схема:

светодиод

Резистор выбирается по формуле:

Схемы питания светодиодов 2

Здесь R — сопротивление резистора, U — напряжение питания, dU — падение напряжения, I — номинальный ток светодиода. Например, при напряжении питания 5 вольт, падении напряжения 3,15 вольт и номинальном токе 0,020 ампера (или 20 миллиампер) последовательно со светодиодом необходимо установить сопротивление номиналом 100 Ом:

Схемы питания светодиодов 3

Расчет схемы для нескольких светодиодов

При последовательном включении нескольких светодиодов формула расчета не меняется. Однако вместо падения напряжения на одном светодиоде dU, в формулу следует подставить сумму падений напряжения каждого светодиода.

Отсюда вытекает следующее свойство последовательного включения светодиодов. При последовательном включении светодиодов все светодиоды должны быть рассчитаны наодинаковый номинальный ток (10 мА, 15 мА, 20 мА), однако номинальное падение напряжения этих светодиодов может быть разным.

Пример:

светодиод

Подключаем последовательно 2 светодиода к источнику питания 12 вольт. Оба светодиода имеют номинальный ток 20 мА. Падение напряжения на первом — 2,5 В, на втором — 3,2 В.

Расчет подключения светодиодов в схемах на 12 и 220 воль т

Отдельный светодиод невозможно напрямую подключить к источнику питания на 12 В поскольку он сразу же сгорит. Необходимо использование ограничительного резистора, параметры которого рассчитываются по формуле: R= (Uпит-Uпад)/0,75I, в которой R является сопротивлением резистора, Uпит и Uпад – питающее и падающее напряжения, I – ток, проходящий по цепи, 0,75 – коэффициент надежности светодиода, являющийся постоянной величиной.

В качестве примера можно взять схему, используемую при подключение светодиодов на 12 воль т в авто к аккумулятору. Исходные данные будут выглядеть следующим образом:

  • Uпит = 12В – напряжение в автомобильном аккумуляторе;
  • Uпад = 2,2В – питающее напряжение светодиода;
  • I = 10 мА или 0,01А – ток отдельного светодиода.

В соответствии с формулой, приведенной выше, значение сопротивления будет следующим: R = (12 – 2,2)/0,75 х 0,01 = 1306 Ом или 1,306 кОм. Таким образом, ближе всего будет стандартная величина резистора в 1,3 кОм. Кроме того, потребуется расчет минимальной мощности резистора. Данные расчеты используются и при решении вопроса, как подключить мощный светодиод к 12 воль там. Предварительно определяется величина фактического тока, которая может не совпадать со значением, указанным выше. Для этого используется еще одна формула: I = U / (Rрез.+ Rсвет), в которой Rсвет является сопротивлением светодиода и определяется как Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом. Следовательно, ток в цепи составит: I = 12 / (1300 + 220) = 0,007 А.

Читайте так же:
Освещение от телефонного провода

В результате, фактическое падение напряжения светодиода будет равно: Uпад.свет = Rсвет х I = 220 х 0,007 = 1,54 В. Окончательно значение мощности будет выглядеть так: P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (12 -1,54)²/ 1300 = 0,0841 Вт). Для практического подключения значение мощности рекомендуется немного увеличить, например, до 0,125 Вт. Благодаря этим расчетам, удается легко подключить светодиод к аккумулятору 12 воль т. Таким образом, для правильного подключения одного светодиода к автомобильному аккумулятору на 12В, в цепи дополнительно понадобится резистор на 1,3 кОм, мощность которого составляет 0,125Вт, соединяющийся с любым контактом светодиода.

Расчет подключения светодиода к сети 220В осуществляется по такой же схеме, что и для 12В. В качестве примера берется такой же светодиод с током 10 мА и напряжением 2,2В. Поскольку в сети используется переменный ток напряжением 220В, расчет резистора будет выглядеть следующим образом: R = (Uпит.-Uпад.) / (I х 0,75). Вставив в формулу все необходимые данные, получаем реальное значение сопротивления: R = (220 — 2.2) / (0,01 х 0,75) = 29040 Ом или 29,040 кОм. Ближайший стандартный номинал резистора – 30 кОм.

Далее выполняется расчет мощности. Вначале определяется значение фактического тока потребления: I = U / (Rрез.+ Rсвет). Сопротивление светодиода рассчитывается по формуле: Rсвет = Uпад.ном. / Iном. = 2.2 / 0,01 = 220 Ом. Следовательно, ток в электрической цепи будет составлять: I = 220 / (30000 + 220) = 0,007А. В результате, реальное падение напряжение на светодиоде будет следующим: Uпад.свет = Rсвет х I = 220 х 0,007 = 1,54В.

Для определения мощности резистора используется формула: P = (Uпит. — Uпад.)² / R = (220 -1,54)² / 30000 = 1,59Вт. Значение мощности следует увеличить до стандартного, составляющего 2Вт. Таким образом, чтобы подключить один светодиод к сети с напряжением 220В понадобится резистор на 30 кОм с мощностью 2Вт.

Однако в сети протекает переменный ток и горение лампочки будет происходить лишь в одной полуфазе. Светильник будет выдавать быстрый мигающий свет, с частотой 25 вспышек в секунду. Для человеческого глаза это совершенно незаметно и воспринимается как постоянное свечение. В такой ситуации возможны обратные пробои, которые могут привести к преждевременному выходу из строя источника света. Чтобы избежать этого, выполняется установка обратно направленного диода, обеспечивающего баланс во всей сети.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector