المعلمة الرئيسية التي تؤثر على متانة LED هي التيار الكهربائي ، الذي يتم توحيد قيمته بدقة لكل نوع من عناصر LED. إحدى الطرق الشائعة للحد من الحد الأقصى للتيار هي استخدام المقاوم المحدد. يمكن حساب المقاوم الخاص بمؤشر LED بدون استخدام حسابات معقدة بناءً على قانون أوم ، باستخدام القيم الفنية لمعلمات الصمام الثنائي والجهد في دائرة التبديل.
محتوى
ميزات تشغيل الصمام
من خلال العمل على نفس مبدأ الثنائيات المعدلة ، فإن العناصر الباعثة للضوء لها سمات مميزة. أهمها:
- حساسية سلبية للغاية لعكس قطبية الجهد. يفشل مؤشر LED المتصل بالدائرة ذات القطبية الخاطئة على الفور تقريبًا.
- نطاق ضيق من تيار التشغيل المسموح به من خلال تقاطع pn.
- اعتماد مقاومة الانتقال على درجة الحرارة ، وهو أمر نموذجي لمعظم عناصر أشباه الموصلات.
يجب مناقشة النقطة الأخيرة بمزيد من التفصيل ، لأنها النقطة الرئيسية لحساب مقاوم التبريد. تشير الوثائق الخاصة بالعناصر المشعة إلى النطاق المسموح به للتيار المقنن ، والذي تظل فيه عاملة وتوفر خصائص الإشعاع المحددة. إن فهم القيمة ليس قاتلاً ، ولكنه يؤدي إلى بعض الانخفاض في السطوع. بدءًا من قيمة حدية معينة ، يتوقف مرور التيار خلال الانتقال ، وسيغيب التوهج.
يؤدي تجاوز التيار أولاً إلى زيادة سطوع التوهج ، لكن عمر الخدمة ينخفض بشكل حاد. زيادة إضافية تؤدي إلى فشل العنصر. وبالتالي ، فإن اختيار مقاوم LED يهدف إلى الحد من الحد الأقصى المسموح به للتيار تحت ظروف أسوأ الحالات.
يكون الجهد عند تقاطع أشباه الموصلات محدودًا بالعمليات الفيزيائية الموجودة عليه وهو في نطاق ضيق يبلغ حوالي 1-2 فولت. قد تحتوي الصمامات الثنائية الباعثة للضوء ، والتي غالبًا ما يتم تثبيتها على السيارات ، على سلسلة من العناصر المتصلة بالسلسلة أو الحد الدائرة المضمنة في التصميم.
لماذا تحتاج إلى المقاوم لمصباح LED
يعد استخدام المقاومات المحدودة عند تشغيل مصابيح LED ، على الرغم من أنه ليس الأكثر فاعلية ، ولكنه الحل الأسهل والأرخص للحد من التيار ضمن الحدود المقبولة. من الصعب جدًا تكرار حلول الدوائر التي تسمح لك بتثبيت التيار في دائرة الباعث بدقة عالية ، كما أن الحلول الجاهزة لها تكلفة عالية.
يتيح لك استخدام المقاومات أداء الإضاءة والإضاءة الخلفية بنفسك. الشيء الرئيسي في هذه الحالة هو القدرة على استخدام أدوات القياس والحد الأدنى من مهارات اللحام. المحدد المصمم جيدًا ، مع مراعاة التفاوتات المحتملة وتقلبات درجة الحرارة ، قادر على ضمان الأداء الطبيعي لمصابيح LED خلال فترة الخدمة المعلنة بالكامل بأقل تكلفة.
اتصال متوازي ومتسلسل لمصابيح LED
من أجل الجمع بين معلمات دوائر الطاقة وخصائص مصابيح LED ، ينتشر الاتصال التسلسلي والمتوازي للعديد من العناصر. كل نوع من أنواع الاتصال له مزايا وعيوب.
اتصال موازية
ميزة هذا الاتصال هي استخدام محدد واحد فقط للدائرة بأكملها. وتجدر الإشارة إلى أن هذه الميزة هي الميزة الوحيدة ، وبالتالي ، لا يوجد اتصال مواز عمليًا أبدًا ، باستثناء المنتجات الصناعية منخفضة الجودة. العيوب هي:
- يزداد تبديد الطاقة على العنصر المحدد بما يتناسب مع عدد المصابيح المتصلة بالتوازي.
- يؤدي تشتت معلمات العناصر إلى توزيع غير متساو للتيارات.
- يؤدي نضوب أحد البواعث إلى فشل يشبه الانهيار الجليدي لجميع الباقين الآخرين بسبب زيادة انخفاض الجهد عبر المجموعة المتصلة بالتوازي.
يزيد الاتصال إلى حد ما من الخصائص التشغيلية ، حيث يكون التيار عبر كل عنصر مشع مقيدًا بمقاوم منفصل. بتعبير أدق ، إنه اتصال متوازي لدوائر فردية تتكون من مصابيح LED ذات مقاومات محدودة.الميزة الرئيسية هي زيادة الموثوقية ، لأن فشل عنصر واحد أو أكثر لا يؤثر بأي شكل من الأشكال على عمل العناصر الأخرى.
العيب هو حقيقة أنه بسبب انتشار معلمات LED والتسامح التكنولوجي لقيمة المقاومة ، يمكن أن يختلف سطوع توهج العناصر الفردية بشكل كبير. يحتوي هذا المخطط على عدد كبير من عناصر الراديو.
يجد الاتصال الموازي مع المحددات الفردية استخدامًا في دوائر الجهد المنخفض ، بدءًا من الحد الأدنى ، ويحده انخفاض الجهد عند تقاطع pn.
توصيل سلسلة
أصبح الاتصال المتسلسل للعناصر المشعة هو الأكثر انتشارًا ، لأن الميزة غير المشكوك فيها لدائرة سلسلة هي المساواة المطلقة للتيار المار عبر كل عنصر. نظرًا لأن التيار من خلال المقاوم المحدد الفردي وعبر الصمام الثنائي هو نفسه ، فسيكون تبديد الطاقة في حده الأدنى.
عيب كبير هو أن فشل واحد على الأقل من العناصر سيؤدي إلى عدم تشغيل السلسلة بأكملها. للتوصيل المتسلسل ، يلزم زيادة الجهد ، حيث تزداد القيمة الدنيا بما يتناسب مع عدد العناصر المضمنة.
إدراج مختلط
يمكن استخدام عدد كبير من البواعث عند إجراء اتصال مختلط ، عند استخدام عدة سلاسل متصلة بالتوازي ، وتوصيل سلسلة لمقاوم واحد محدود والعديد من مصابيح LED.
سيؤدي احتراق أحد العناصر إلى عدم تشغيل دائرة واحدة فقط تم تثبيت هذا العنصر فيها.الباقي سيعمل بشكل صحيح.
صيغ حساب المقاوم
يعتمد حساب مقاومة المقاوم لمصابيح LED على قانون أوم. المعلمات الأولية لكيفية حساب المقاوم لمصباح LED هي:
- جهد الدائرة
- تيار التشغيل من الصمام ؛
- انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي الباعث (جهد إمداد LED).
يتم تحديد قيمة المقاومة من التعبير:
R = U / I
حيث U هو انخفاض الجهد عبر المقاوم وأنا هو التيار الأمامي من خلال LED.
يتم تحديد انخفاض الجهد في مؤشر LED من التعبير:
U \ u003d Upit - Usv ،
حيث Upit هو جهد الدائرة ، و Usv هو انخفاض جهد اللوحة عبر الصمام الثنائي المشع.
يعطي حساب LED لمقاوم قيمة مقاومة لن تكون في النطاق القياسي للقيم. تحتاج إلى أن تأخذ المقاوم بمقاومة أقرب إلى القيمة المحسوبة على الجانب الأكبر. هذا يأخذ في الاعتبار الزيادة المحتملة في الجهد. من الأفضل أن تأخذ القيمة التالية في سلسلة المقاومة. سيؤدي هذا إلى تقليل التيار إلى حد ما من خلال الصمام الثنائي وتقليل سطوع التوهج ، ولكن في نفس الوقت ، يتم تسوية أي تغيير في حجم جهد الإمداد ومقاومة الصمام الثنائي (على سبيل المثال ، عندما تتغير درجة الحرارة).
قبل اختيار قيمة المقاومة ، يجب عليك تقييم الانخفاض المحتمل في التيار والسطوع مقارنةً بتلك المحددة في الصيغة:
(R - Rst) R • 100٪
إذا كانت القيمة التي تم الحصول عليها أقل من 5٪ ، فأنت بحاجة إلى الحصول على مقاومة أكبر ، إذا كانت من 5 إلى 10٪ ، فيمكنك حصر نفسك بمقاومة أصغر.
المعلمة التي لا تقل أهمية والتي تؤثر على موثوقية التشغيل هي تبديد الطاقة لعنصر الحد الحالي. يتسبب التيار الذي يمر عبر قسم به مقاومة في تسخينه.لتحديد القوة التي ستتبدد ، استخدم الصيغة:
P = U • U / R
استخدم المقاوم المحدد الذي سيتجاوز تبديد طاقته القيمة المحسوبة.
مثال:
يوجد مصباح LED به انخفاض في الجهد عبره يبلغ 1.7 فولت مع تيار اسمي قدره 20 مللي أمبير. يجب توصيله بدائرة 12 فولت.
انخفاض الجهد عبر المقاوم المحدد هو:
ش = 12 - 1.7 = 10.3 فولت
مقاومة المقاوم:
ص = 10.3 / 0.02 = 515 أوم.
أقرب قيمة أعلى في النطاق القياسي هي 560 أوم. بهذه القيمة ، يكون الانخفاض في التيار مقارنة بالقيمة المحددة أقل بقليل من 10٪ ، لذلك ليست هناك حاجة لأخذ قيمة أكبر.
تبديد الطاقة بالواط:
P = 10.3 • 10.3 / 560 = 0.19 واط
وبالتالي ، بالنسبة لهذه الدائرة ، يمكنك استخدام عنصر بقوة تبديد مسموح بها تبلغ 0.25 وات.
توصيل شريط LED
تتوفر شرائط LED لجهد إمداد مختلف. يوجد على الشريط دائرة من الثنائيات المتصلة بالسلسلة. يعتمد عدد الثنائيات ومقاومة المقاومات المحددة على جهد إمداد الشريط.
تم تصميم الأنواع الأكثر شيوعًا من شرائط LED لتوصيلها بدائرة 12 فولت.يمكن أيضًا استخدام قيمة جهد أعلى للتشغيل هنا. من أجل الحساب الصحيح للمقاومات ، من الضروري معرفة التيار المتدفق عبر قسم واحد من الشريط.
تؤدي الزيادة في طول الشريط إلى زيادة نسبية في التيار ، نظرًا لأن الأقسام الدنيا متصلة تقنيًا بالتوازي. على سبيل المثال ، إذا كان الحد الأدنى لطول مقطع ما هو 50 سم ، فإن الشريط الذي يبلغ طوله 5 أمتار من أصل 10 مقاطع من هذا القبيل سيكون له زيادة بمقدار 10 أضعاف في الاستهلاك الحالي.
مقالات مماثلة:
