Kāpēc LED jāpievieno caur rezistoru
LED sloksnei ir rezistori, PCB (kur gaismas diodes kalpo kā indikatori) ir rezistori, pat LED spuldzes — un tas ir rezistori. Kāda ir problēma? Kāpēc gaismas diode parasti tiek savienota caur rezistoru? Kas ir LED rezistors?
Patiesībā viss ir ļoti vienkārši: Gaismas diodes darbībai ir nepieciešams ļoti mazs līdzstrāvas spriegums, un, ja izmantosit vairāk, gaismas diode izdegs. Pat ja jūs pieliekat nedaudz vairāk, par 0,2 voltiem vairāk nekā nominālais, LED resurss jau sāks strauji samazināties, un ļoti drīz šī pusvadītāju gaismas avota kalpošanas laiks beigsies ar asarām.
Piemēram, sarkanai gaismas diodei normālai darbībai nepieciešami tieši 2,0 volti, savukārt strāvas patēriņš ir 20 miliamperi. Un, ja jūs izmantojat 2,2 voltus, būs p-n krustojuma sadalījums.
Dažādiem LED ražotājiem atkarībā no izmantotajiem pusvadītājiem un LED tehnoloģijas darba spriegums var nedaudz atšķirties vienā vai otrā virzienā. Tomēr apskatiet, piemēram, pazīstama ražotāja sarkanās SMD gaismas diodes strāvas sprieguma raksturlielumus:
Šeit var redzēt, ka jau pie 1,9 voltiem gaismas diode sāk blāvi spīdēt, un, kad tā izejām tiek pielikti tieši 2 volti, spīdums izrādīsies diezgan spilgts, tas ir tā nominālais režīms. Ja tagad palielināsim spriegumu līdz 2,1 voltam, gaismas diode sāks pārkarst un ātri zaudēs savu resursu. Un, ja tiek pieslēgts vairāk nekā 2,1 volts, LED degs.
Tagad atcerēsimies Oma likums ķēdes posmam: strāva ķēdes daļā ir tieši proporcionāla spriegumam šīs sekcijas galos un apgriezti proporcionāla tās pretestībai:
Tāpēc, ja mums ir strāva caur LED, kas ir vienāda ar 20 mA ar spriegumu tās spailēs 2,0 V, tad kuram LED ir pretestība darbībā, pamatojoties uz šo likumu? Pareizi: 2,0 / 0,020 = 100 omi. Gaismas diode darba stāvoklī pēc īpašībām ir līdzvērtīga 100 omu rezistoram ar jaudu 2 * 0,020 = 40 mW.
Bet ko darīt, ja uz kuģa ir tikai 5 volti vai 12 volti? Kā darbināt LED ar tik augstu spriegumu, lai tas neizdegtu? Šeit ir izstrādātāji visur un nolēma, ka visērtāk ir izmantot papildus rezistors.
Kāpēc rezistors? Tā kā tas ir visrentablākais, ekonomiskākais, lētākais resursu un jaudas izkliedes ziņā, veids, kā atrisināt strāvas ierobežošanas problēmu caur LED.
Tātad, ja ir pieejami 5 volti un jums ir jāiegūst 2 volti 100 omu "rezistoram", tad jums ir jāsadala šie 5 volti starp mūsu noderīgo 100 omu spīduma rezistoru (kas ir šī LED) un citu rezistoru, nominālvērtību. , no kuriem tagad ir jāaprēķina, pamatojoties uz to, kas ir pieejams:
Šajā ķēdē strāva ir nemainīga, nevis mainīga, visi elementi ir lineāri līdzsvara stāvoklī, tāpēc strāva visā ķēdē būs vienāda, mūsu piemērā 20 mA - tas ir nepieciešams LED. Tāpēc mēs izvēlēsimies rezistoru R1 ar tādu vērtību, lai strāva caur to būtu arī 20 mA, un spriegumam uz tā būs tikai 3 volti, kas kaut kur jānovieto.
Tātad: saskaņā ar Oma likumu I = U / R, tāpēc R = U / I = 3 / 0,02 = 150 omi. Un kā ar spēku? P = U2/ R = 9/150 = 60 mW. 0,125 W rezistors ir labs, tāpēc tas nesakarst pārāk daudz. Tagad visiem ir skaidrs, kas ir LED rezistors.
Skatīt arī: LED specifikācijas