bezrecords › Блог › Светоизлучающие диоды для начинающих. Как их готовить и с чем есть. Part 2.

Всех приветствую! Первая статья, имея в виду ее простоту, оставила пару не раскрытых вопросов и породила много вторичных.

Радиотехника очень объемная наука и не хотелось превратить обычную статейку в скучную курсовую про теорию электро цепей.
Но народ требует, а это для автора закон.
Про обычное подключение одного диода через один резистор мы разговаривали.

Светодиоды как подключить

Напряжение, которое должен потушить резистор: Uпад=Uцепи-Uдиода=14В-3В=11В
Теперь посчитаем резистор, который погасит 11В: R=Uпад/Iд=11В/0,02А= 550 Ом
Где Uдиода и Iд- справочные величины, указанные в даташите на светоизлучающий диод.

Светодиоды как подключить

Рассмотрим примитивную электрическую цепь. Токи I1, I2, I3, I4 равны между собой, так как это, по существу — одинаковый ток.

Он так и бегает все время по кольцу: аккумулятор — выключатель — резистор — светоизлучающий диод — батарейка… Значит, через светоизлучающий диод и резистор течет одинаковый ток.
Можете спросить у Капитана Очевидность, он подтвердит достоверность этого постулата.
Типы соединений, их три: методичное, параллельное и смешанное.
1. Если вы желаете подключить несколько светоизлучающих диодов сразу – это можно создать постепенно.

Светодиоды как подключить

Все светоизлучающие диоды, которые соединены постепенно, обязаны быть однотипны. Расчет прост.

Напряжения последовательных светоизлучающих диодов складываются. Полное напряжение Uдиодов равно сумме стрессов каждого диода.

Uдиодов=Uдиода1+Uдиода2+Uдиода3+Uдиода4=3+3+3+3=12В. (Почему 4 диода?, поскольку довольно удобно для 12В борт сети).
Напряжение, которое должен потушить резистор: Uпад=Uцепи-Uдиодов=14В-12В=2В
Теперь посчитаем резистор, который погасит 2В: R=Uпад/Iд=2В/0,02А= 100 Ом

Светодиоды как подключить

Про ток вы ж не забыли? Аналогичный на всех элементах этой цепи из 4-х диодов и 1-го резистора.
При последовательном соединении необходимо учесть тот момент, что при выходе хотя бы одного элемента из строя- неработоспособна будет все цепь. (Кто в раннем возрасте чинил елочную гирлянду из 36 последовательных 6,3В лампочек- жмите лайк!)
2. Параллельное соединение. Самые малоприятные формулы, существуют ограничения.
Я сразу скажу суть, а вы дальше решайте, читать про это либо нет.
Остерегайтесь подсоединения светоизлучающих диодов в параллели! Подключение несколько светоизлучающих диодов в параллели при помощи одного резистора не довольно хорошая идея…

Светодиоды как подключить

И вот почему. В основном, светоизлучающие диоды все таки имеют маленькой разброс показателей, просят несколько разные напряжения каждый, что выполняет такое подключение фактически плохим. Один из диодов будет светиться ярче и на себя взять тока больше, пока не поломается.

Такое подключение неоднократно убыстряет естественную деградацию кристалла светоизлучающего диода. Если светоизлучающие диоды соединяются параллельно, любой из них обязан иметь свой личный ограничительный резистор.
Чего же так? давайте разжуем вместе. Для этого от светоизлучающих диодов переходим к сопротивлению.

Светодиоды как подключить

Резистор — это компонент, который обладает конкретным электрическим сопротивлением. Но сопротивлением обладают не только резисторы, но и все другие детали: лампы, двигатели, светоизлучающие диоды, транзисторы и даже обычные провода.

Но у всех других элементов сопротивление — это не основная характеристика, а так скажем — второстепенная. В действительности- лампочка — светит, мотор — крутится, светоизлучающий диод — тоже светит, но прекраснее, транзистор — увеличивает, а кабель — проводит.

А вот у резистора нет иной "профессии", не считая как оказывать сопротивление идущему через него току.
Благодаря этому упрощаем для понимания и заместо светоизлучающих диодов говорим о резисторах.
При параллельном соединении резисторов складываются величины, обратно пропорциональные сопротивлению:
1/R=1/R1+1/R2+1/R3+1/R4…
Ко всем элементам в цепи приложено все то же самое напряжение. А вот силы токов в некоторых элементах цепи обратно пропорциональны их сопротивлениям.

И если сопротивления разнообразные, то и токи разнообразные.
А для наших светоизлучающих диодов это нежелательно, поскольку из N-го количества параллельных диодов наиболее ярко будет гореть тот, чье внутреннее сопротивление наименшее.(на нем будет самый большой ток).
Uдиодов=Uдиода1=Uдиода2=Uдиода3=Uдиода4=3В
Uпад=Uцепи-Uдиодов=14В-3В=11В
Силы токов на каждом параллельно соединенном элементе не равны и складываются в общую силу тока цепи
Iдиодов=Iд1+Iд2+Iд3+Iд4=0,02+0,02+0,02+0,02=0,08 мА
Теперь посчитаем общий резистор для абсолютно всех 4- х параллельно включенных диодов: R=Uпад/Iдиодов=11В/0,08А= 137,5 Ом

Светодиоды как подключить

Применять параллель либо нет- сами решайте. Если светоизлучающие диоды из одной партии- то можно пренебречь разбросом, взять меньший расчетный ток и не переживать про рабочий срок.

Или запаралелить сколько угодно диодов, снабдив каждый собственным резистором.
Старался описать коротко и доступно. Однако для закрепления материала давайте вообразим что ток- это водонапор, а резистор- это кран. Чем сильнее откручен кран(меньше сопротивление потоку воды, меньший номинал резистора)- тем сильнее водонапор.

Если привинтить общий вентиль на жилую площадь, то в кухонной комнате, и в двух ванных помещениях будет одинаково слабый напор. Но отдельно на каждом кране можно срегулировать собственный поток, который ограничен только общим краном и насосом(читай аккумуляторной батареей).
Про смешанный вид подсоединения говорить не хочу, поскольку без Кирхгофа там вряд ли можно обойтись. Он мужчина очень умный, но речи скучные для драйверов.
Типовый резистор всегда берется в сторону увеличения до близлежащего номинала.
Нельзя рассматривать токи и напруги, забыв про мощность и нагрев. На резисторе будет выделятся тепло, исходя из этого мощность тоже учитываем.

Прога порекомендует.
Не гоняйте мотор в красной зоне, а резисторы на максимальном токе 🙂
За сим откланяюсь, всех благ!

Правильное включение светоизлучающего диода

Светодиоды как подключить

Светоизлучающий диод — это диод способный светится при протечке через него тока. По-английски светоизлучающий диод именуется light emitting diode, или LED.
Цвет свечения светоизлучающего диода зависит от добавок добавленных в полупроводник. Так, к примеру, примеси алюминия, гелия, индия, фосфора вызывают свечение от красного до жёлтого цвета.

Индий, галлий, азот заставляет светоизлучающий диод светится от голубого до зеленного цвета. При добавке неорганического люминесцентного пигмента в кристалл голубого свечения, светоизлучающий диод будет светиться белым светом.

На данный момент промышленность производит светоизлучающие диоды свечения всех цветов радуги, впрочем цвет обуславливается не от цвета корпуса светоизлучающего диода, а конкретно от химических добавок в его кристалле. Светоизлучающий диод разных цветов как правило имеет пропускающий свет корпус.
Первый светоизлучающий диод был сделан в первой половине 60-ых годов двадцатого века в Университете Иллинойса. В первой половине 90-х годов прошлого века на свет возникли яркие светоизлучающие диоды, а немного позднее сверх яркие.
Превосходство светоизлучающих диодов перед лампочками накаливания не оспоримы, а конкретно:
* Невысокое потребления электроэнергии – на порядок экономичней лампочек
* Длительный эксплуатационный срок – до 11 лет беспрерывной работы
* Большой ресурс прочности – не боятся вибрации и ударов
* Широкое разнообразие цветов
* Способность работать при невысоких напряжениях
* Экологическая и противопожарная безопасность – отсутствие в светоизлучающих диодах токсичных веществ. светоизлучающие диоды не нагреваются, от чего пожары исключаются.

Маркировка светоизлучающих диодов
Светодиоды как подключить

Рис. 1. Конструкция индикаторных 5 мм светоизлучающих диодов
В рефлектор помещается кристалл светоизлучающего диода. Этот рефлектор задает первый угол рассеивания.
После свет идет через корпус из смолы на эпоксидной основе . Доходит до линзы — и здесь начинает рассеиваться по сторонам на угол, зависящий от конструкции линзы, в работе — от 5 до 160 градусов.
Излучающие светоизлучающие диоды можно поделить на две обширные группы: светоизлучающие диоды видимого излучения и светоизлучающие диоды инфракрасного (ИК) диапазона. Первые используются в качестве индикаторов и источников подсветки, последние — в устройствах дистанционного управления, приемо-передающих устройствах ИК диапазона, датчиках.
Led диоды маркируются цветовым кодом (табл. 1). В первую очередь нужно определить вид светоизлучающего диода по конструкции его корпуса (рис.

1), а потом узнать его по цветной маркировке по таблице.

Светодиоды как подключить
Светодиоды как подключить

Рис. 2. Виды корпусов светоизлучающих диодов
Цвета светоизлучающих диодов
Светоизлучающие диоды бывают практически всех цветов: красный, оранжевый, жёлтый, жёлтый, зеленый, синий и белый. Синего и белого светоизлучающего диода чуть дороже, чем остальные цвета.
Цвет светоизлучающих диодов определяется типом полупроводникового материала, из которого он выполнен, а не цветом пластика его корпуса. Светоизлучающие диоды любых цветов бывают в бесцветном корпусе, в этом случае цвет можно выяснить только включив его…

Светодиоды как подключить

Таблица 1. Маркировка светоизлучающих диодов

Светодиоды как подключить

Разноцветные светоизлучающие диоды
Устроен многоцветный светоизлучающий диод просто, это в основном красный и зеленый соединенные в один корпус с тремя ножками.

Благодаря изменению яркости или количества импульсов на каждом из кристаллов можно достигать различных цветов свечения.

Светоизлучающие диоды подсоединяются к источнику тока, анодом к плюсу, катодом к минусу. Минус (катод) светоизлучающего диода в большинстве случаев помечается маленьким спилом корпуса или более коротким выводом, но могут быть и исключения, благодаря этому лучше узнать этот факт в технических спецификах определенного светоизлучающего диода.

Светодиоды как подключить

При отсутствии перечисленных меток полярность можно определить и опытным путём, краткосрочно подключая светоизлучающий диод к питающему напряжению через подходящий резистор. Но это не наиболее удачный способ определения полярности.

Более того, чтобы не было теплового пробоя светоизлучающего диода или резкого сокращения срока его службы, нельзя определять полярность «методом тыка» без токоограничивающего резистора. Для быстрого тестирования резистор с номинальным сопротивлением 1кОм подходит большинству светоизлучающих диодов если напряжение 12V или менее.
При подключении светоизлучающего диода нужно віполнять полярность, иначе прибор может поломаться. Напряжение пробоя указывается производителем и в большинстве случаев составляет более 5 В для одного светоизлучающего диода. Почему?

Как уже понятно из названия, светоизлучающий диод это не выпрямительный диод, и, хотя свойство пропускать ток в одном направлении у них общее, между ними есть существенная разница. Для того, что светоизлучающий диод излучал в видимом диапазоне, у него намного более широкая запрещенная территория, чем у привычного диода. А от ширины запрещенной зоны зависит такой паразитный параметр диодов, как внутренняя емкость.

При изменении направления тока, эта емкость разряжается, за некоторое время, называемое временем закрытия, зависящее от размера этой емкости. Во время разряда емкости, светодиодный кристалл испытует существенные максимальные нагрузки на протяжении гараздо большего времени, чем обыкновенный диод.

При дальнейшем изменении направления тока на «правильное» ситуация повторяется. Так как время закрытия / открытия у обыкновенных диодов намного меньше, нужно применять их в цепях электрического тока, включая постепенно со светоизлучающими диодами, для уменьшения неблагоприятного воздействия электрического тока на светодиодный кристалл. Если светодиодное изделие не имеет встроенной защиты от переполюсовки, то ошибка подсоединения также приводит к уменьшению служебного срока.

Во многие светоизлучающие диоды токоограничивающий резистор вмонтирован «с завода» и их сразу можно подсоединять к источнику 12 или 5 вольт, однако подобные светоизлучающие диоды встречаются нечасто и очень часто к светоизлучающему диоду следует подключать внешний токоограничивающий резистор.
Сразу следует предупредить: не следует направлять луч светоизлучающего диода конкретно в собственный глаз (а еще в глаз товарища) на близком расстоянии, что способна повредить зрение.
Две основных характеристики светоизлучающих диодов это падение напряжения и сила тока. В большинстве случаев светоизлучающие диоды рассчитаны на силу тока в 20 мА, но могут быть и исключения, к примеру, четырехъкристальные светоизлучающие диоды в большинстве случаев рассчитаны на 80 мА , так как в одном корпусе светоизлучающего диода содержаться 4-ре полупроводниковых кристалла, любой из них потребляет 20 мА.

Для любого светоизлучающего диода есть допустимые значения напряжения питания Umax и Umaxобр (исходя из этого для прямого и обратного включений). При подаче стрессов более данных значений приходит электрический пробой, из-за которого светоизлучающий диод выходит из строя.

Есть и небольшое значение напряжения питания Umin, при котором встречается свечение светоизлучающего диода. Диапазон питающих стрессов между Umin и Umax именуется “рабочей” зоной, так как конкретно здесь обеспечивается работа светоизлучающего диода.
Напряжение питания — параметр для светоизлучающего диода неприменимый. Нет у светоизлучающих диодов подобной характеристики, благодаря этому нельзя подсоединять светоизлучающие диоды к источнику питания напрямую.

Основное, чтобы напряжение, от которого (через резистор) питается светоизлучающий диод, было выше прямого падения напряжения светоизлучающего диода (прямое падение напряжения указывается в характеристике взамен напряжения питания и у обыкновенных индикаторных светоизлучающих диодов колеблется примерно от 1,8 до 3,6 вольт).
Напряжение, отмеченное на упаковке светоизлучающих диодов — это не напряжение питания. Это величина падения напряжения на светодиоде.

Эта величина нужна, чтобы определить оставшееся напряжение, «не упавшее» на светодиоде, которое учавствует в формуле вычисления сопротивления резистора, ограничивающего ток, так как настраивать необходимо собственно его.
Изменение напряжение питания всего на одну десятую вольта у условного светоизлучающего диода (с 1,9 до 2 вольт) вызовет пятидесятипроцентное увеличение тока, протекающего через светоизлучающий диод (с 20 до 30 милиампер).
Для любого экземпляра светоизлучающего диода одного и того же номинала подобающее для него напряжение бывает разным. Включив несколько светоизлучающих диодов одного и того же номинала параллельно, и подключив их к напряжению, к примеру, 2 вольта, мы рискуем из-за разброса параметров быстро спалить одни экземпляры и недосветить иные.

Благодаря этому при подключении светоизлучающего диода нужно отслеживать не напряжение, а ток.
Величина электрического тока для светоизлучающего диода является важным параметром, и в основном, составляет 10 или 20 миллиампер. Не имеет значение, какое будет напряжение.

Основное, чтобы ток, текущей в цепи светоизлучающего диода, подходил номинальному для светоизлучающего диода. А ток изменяется включённым постепенно резистором, номинал которого вычисляется по формуле:

R — сопротивление резистора в омах.
Uпит — напряжение источника питания в вольтах.
Uпад — прямое падение напряжения на светодиоде в вольтах (указывается в характеристиках и в большинстве случаев находится в районе 2-х вольт). При последовательном включении определенного числа светодиодов величины падений стрессов складываются.
I — самый большой прямой ток светоизлучающего диода в амперах (указывается в характернистиках и составляет в большинстве случаев либо 10, либо 20 миллиамперам, т.е. 0,01 или 0,02 ампера).

При последовательном соединении определенного числа светодиодов прямой ток не возрастает.
0,75 — показатель надёжности для светоизлучающего диода.
Не необходимо также забывать и о мощности резистора. Определить мощность можно по формуле:

Как выбрать светодиодный драйвер для мощных светодиодов 1-3-5Вт. LED Driver

P — мощность резистора в ваттах.
Uпит — действующее (эффективное, среднеквадратичное) напряжение источника питания в вольтах.
Uпад — прямое падение напряжения на светодиоде в вольтах (указывается в характеристиках и в большинстве случаев находится возле Приэльбрусья 2- вольт). При последовательном включении определенного числа светодиодов величины падений стрессов складываются. .
R — сопротивление резистора в омах.
Расчет токогораничивающего резистора и его мощности для одного светоизлучающего диода
Обычные характеристики светоизлучающих диодов

Стандартные параметры белого индикаторного светоизлучающего диода: ток 20 мА, напряжение 3,2 В. Аналогичным образом, его мощность составляет 0,06 Вт.

Светодиоды как подключить

Также к маломощным относят светоизлучающие диоды поверхностного монтажа — SMD. Он подсвечивают кнопки в вашем сотовом, экран вашего дисплея, если он с Светодиодной подсветкой, из них сделаны декоративные ленты дюралайт на самоклеющейся основе и многое иное. Существует два наиболее распостраненных типа: SMD 3528 и SMD 5050.

Первые содержат аналогичный кристалл, как и индикаторные светоизлучающие диоды с выводами, другими словами его мощность 0,06 Вт. А вот второй — три подобных кристалла, благодаря этому его нельзя уже именовать светоизлучающим диодом — это светодиодная сборка.

Называют SMD 5050 светоизлучающими диодами, но это не совсем правильно. Это — сборки.

Их общая мощность, исходя из этого, 0,2 Вт.
Напряжение эксплуатации светоизлучающего диода зависит от полупроводникового материала, из которого он выполнен, исходя из этого есть зависимость между цветом свечения светоизлучающего диода и его рабочим напряжением.
Таблица падения стрессов светоизлучающих диодов в зависимости от цвета

Светодиоды как подключить

По величине падения напряжения при тестировании светоизлучающих диодов мультиметром можно определить примерный цвет свечения светоизлучающего диода согласно таблице.

Светодиоды как подключить

Методичное и параллельное включение светоизлучающих диодов
При последовательном подключении светоизлучающих диодов сопротивление резистора ограничивающего ток рассчитывается также, как и с одним светоизлучающим диодом, просто падения стрессов всех светоизлучающих диодов складываются между собой по формуле:

При последовательном включении светоизлучающих диодов необходимо знать про то, что все светоизлучающие диоды, применяемые в гирлянде, обязаны быть одной и такой же марки. Данное утверждение необходимо взять не за правило, а за закон.

Что б выяснить какое очень много светоизлучающих диодов, возможно, применять в гирлянде, необходимо пользоваться формулой

* Nmax – максимально допустимое кол-во светоизлучающих диодов в гирлянде
* Uпит – Напряжение источника питания, к примеру батарейки или аккумулятора. В вольтах.
* Uпр — Прямое напряжение светоизлучающего диода взятого из его паспортных параметров (в большинстве случаев находится в границах от 2 до 4 вольт). В вольтах.
* При изменении температуры и старения светоизлучающего диода Uпр может возрасти. Коэфф.

1,5 даёт запас на данный случай.

При подобном подсчете “N” как правило имеет дробный вид, к примеру 5,8. Естественно вы не сумеете применять 5,8 светоизлучающих диодов, поэтому следует дробную часть числа выбросить, оставив только целое число, другими словами 5.
Ограничительный резистор, для последовательного включения светоизлучающих диодов рассчитывается именно так как и для одиночного включения. Однако в формулах добавляется еще одна переменная “N” – кол-во светоизлучающих диодов в гирлянде.

Чрезвычайно важно чтобы кол-во светоизлучающих диодов в гирлянде было меньше или равно “Nmax”- максимально приемлемому количеству светоизлучающих диодов. В общем, должно выполнятся требование: N =

Какая схема подсоединения светоизлучающих диодов лучше — последовательная или параллельная

Самое правильное подключение определенного числа светодиодов — методичное. В настоящий момент объясню почему.
А дело все в том, что важным критерием любого светоизлучающего диода считается его рабочий ток.

Конкретно от тока через светоизлучающий диод зависит то, какая будет мощность (а это означает и яркость) светоизлучающего диода. Собственно превышение самого большого тока приводит к слишком большому повышению температуры кристалла и выходу светоизлучающего диода из строя — быстрому перегоранию либо поэтапному необратимому разрушению (деградации).

Ток — это основное. Он указан в технических спецификах светоизлучающего диода (datasheet). А уже в зависимости от тока, на светодиоде будет то либо другое напряжение.

Напряжение тоже можно найти в справочных данных, но его, в основном, указывают в виде некоторого диапазона, так как оно вторично.
Например, заглянем в даташит светоизлучающего диода 2835:

Как можно заметить, прямой ток указан четко и точно — 180 мА. А вот напряжение питания светоизлучающих диодов при подобном токе имеет некоторый разброс — от 2.9 до 3.3 Вольта.

Выходит, что для того, чтобы задать требуемый рабочий режим светоизлучающего диода, необходимо обеспечить протекание через него тока конкретной величины. Стало быть, для питания светоизлучающих диодов необходимо применять источник тока, а не напряжения.
Разумеется, к светоизлучающему диоду можно подключить источник стабилизированного напряжения (к примеру, выход лабораторного трансформатора), но тогда необходимо наверняка знать какой величины должно быть напряжение для получения заданного тока через светоизлучающий диод.

К примеру, в нашем примере со светоизлучающим диодом 2835, можно было бы подать на него где нибудь 2.5 В и понемногу увеличивать напругу до той поры, пока ток не будет идеальным (150-180 мА).
Так делать можно, но в данном варианте придется настраивать анодное напряжение трансформатора под каждый определенный светоизлучающий диод, т.к. они все имеют технологичный разброс показателей. Если, подключив к одному светоизлучающему диоду 3.1В, вы получили самый большой ток в 180 мА, то это не означает, что поменяв светоизлучающий диод на аналогичный из такой же партии, вы не сожгете его (т.к. ток через него при напряжении 3.1В легко может превысить максимально допустимое значение).

Более того нужно максимально точно поддерживать напряжение на выходе трансформатора, что налаживает некоторые требования к его схемотехнике. Превышение заданного напряжения всего на 10% практически обязательно приведет к перегреву и выходу светоизлучающего диода из строя, так как ток при этом превысит все мыслимые значения.
Вот великолепная картинка к сказанному выше:

Благодаря этому самым правильным и обычным решением будет использовать для подсоединения светоизлучающих диодов драйвера тока (он же источник тока). И вот тогда будет абсолютно независимо от того, какой вы возьмёте светоизлучающий диод и каким будет прямое напряжение на нем.

Необходимо просто найти драйвер на необходимый ток и дело в шляпе.
Теперь, возвращаемся к главному вопросу статьи — почему все же методичное подключение, а не параллельное?

Давайте посмотрим, в чем разница.

Параллельное подключение

При параллельном подключении светоизлучающих диодов, напряжение на них будет одинаковым. А так как нет 2-ух диодов с полностью похожими свойствами, то будет наблюдаться следующая картина: через какой-то светоизлучающий диод будет идти ток ниже номинального (и освещать он будет так себе), зато через находящийся по соседству светоизлучающий диод будет херачить ток вдвое превышающий самый большой и через 30 минут он сгорит (а может и быстрее, если повезет).

Понятно, что такого неравномерного распределения мощностей необходимо избегать.
Для того, чтобы значительно сгладить разброс в ТТХ светоизлучающих диодов, лучше подключать их через ограничительные резисторы.

Напряжение трансформатора при этом может быть намного больше прямого напряжения на светоизлучающих диодах. Как подсоединять светоизлучающие диоды к источнику питания показано на схеме:

Проблема такой схемы подсоединения светоизлучающего диода в том, что чем выше разница между напряжением трансформатора и напряжением на диодах, тем больше бесполезной мощности рассеивается на ограничительных резисторах и тем, исходя из этого, ниже КПД всей схемы.
Ограничение тока выполняется по простой схеме: увеличение тока через светоизлучающий диод приводит к повышению тока и через резистор тоже (т.к. они включены постепенно). На резисторе возрастает падение напряжения, а на светодиоде, исходя из этого, уменьшается (т.к. общее напряжение регулярно).

Уменьшение напряжения на светодиоде автоматично приводит к уменьшению тока. Так все и работает.

В общем, сопротивление резисторов рассчитывается Согласно закону Ома. Разберем на определенном примере. Например, у нас есть светоизлучающий диод с минимальным током 70 мА, напряжение эксплуатации при подобном ток равно 3.6 В (это все берем из даташита к светоизлучающему диоду).

И нам необходимо подключить его к 12 вольтам. Значит, нам следует рассчитать сопротивление резистора:

Выходит, что для питания светоизлучающего диода от 12 вольт необходимо подключить его через 1-ваттный резистор на 120 Ом.
Точно точно также, можно сосчитать, каким должно быть сопротивление резистора под всевозможное напряжение. Допустим, для подключение светоизлучающего диода к 5 вольтам сопротивление резистора нужно сделать меньше до 24 Ом.

Значения резисторов под иные токи можно взять из таблицы (расчет производился для светоизлучающих диодов с прямым напряжением 3.3 вольта):

Uпит ILED 5 мА 10 мА 20 мА 30 мА 50 мА 70 мА 100 мА 200 мА 300 мА 5 вольт

12 вольт

24 вольта

340 Ом 170 Ом 85 Ом 57 Ом 34 Ом 24 Ом 17 Ом 8.5 Ом 5.7 Ом
1.74 кОм 870 Ом 435 Ом 290 Ом 174 Ом 124 Ом 87 Ом 43 Ом 29 Ом
4.14 кОм 2.07 кОм 1.06 кОм 690 Ом 414 Ом 296 Ом 207 Ом 103 Ом 69 Ом

При подключении светоизлучающего диода к переменному напряжению (к примеру, к сети 220 вольт), можно увеличить КПД устройства, взяв взамен балластного резистора (активного сопротивления) неполярный конденсатор (реактивное сопротивление). Детально и с определенными примерами мы разбирали данный момент в статье про подключение светоизлучающего диода к 220 В.

Методичное подключение

При последовательном же подключении светоизлучающих диодов через них течет одинаковый ток. Кол-во светоизлучающих диодов не имеет большое значение, это может быть только один светоизлучающий диод, а может быть 20 либо даже 100 штук.

К примеру, мы можем взять один светоизлучающий диод 2835 и подключить его к драйверу на 180 мА и светоизлучающий диод будет работать в нормальном режиме, отдавая собственную самую большую мощность. А можем взять гирлянду из 10 подобных же светоизлучающих диодов и вот тогда каждый светоизлучающий диод тоже будет работать в нормальном паспортном режиме (но общая мощность осветительного прибора, разумеется, будет на порядок больше).
Ниже показаны две схемы включения светоизлучающих диодов, внимание свое обратите на разницу стрессов на выходе драйвера:

Так что на вопрос, каким должно быть подключение светоизлучающих диодов, последовательным или параллельным, может быть всего один точный ответ — разумеется, последовательным!
Кол-во постепенно подключенных светоизлучающих диодов ограничено только возможностями самого драйвера.

Замечательный драйвер может бесконечно увеличивать напряжение на собственном выходе, чтобы обеспечить необходимый ток через нагрузку, благодаря этому к нему можно подключить безграничное кол-во светоизлучающих диодов. Ну а настоящие устройства, к большому сожалению, имеют ограничение по напряжению не только сверху, но и снизу.
Вот пример готового устройства:

Мы видим, что драйвер способен настраивать анодное напряжение только только в пределах 64. 106 вольт. Если для поддерживания заданного тока (350 мА) необходимо будет поднять напряжение выше 106 вольт, то облом.

Драйвер выдаст собственный максимум (106В), а уж какой при этом будет ток — это от него уже не зависит.
И, наоборот, к такому led-драйверу нельзя подсоединять очень мало светоизлучающих диодов. К примеру, если подключить к нему цепочку из 10-ти постепенно включенных светоизлучающих диодов, драйвер совсем не сможет уменьшить собственное анодное напряжение до нужных 32-36В.

И все десять светодидов, вероятнее всего, просто сгорят.
Наличие очень маленького напряжения поясняется (в зависимости от схемотехнического решения) ограничениями мощности выходного регулирующего элемента либо выходом за предельные режимы генерации импульсного преобразователя.

Конечно, драйверы могут присутствовать на любое входное напряжение, не обязательно на 220 вольт. Вот, к примеру, драйвер превращающий любой источник постоянного напряжения (блок питания) от 6 до 20 вольт в источник тока на 3 А:

Теперь можно сказать все. Теперь вы знаете, как включить светоизлучающий диод (один или несколько) — или через токоограничительный резистор, или через токозадающий драйвер.

Как подобрать необходимый драйвер?

Здесь все весьма просто. Подбирать необходимо только по трем показателям:

  1. выходной ток;
  2. максимальное анодное напряжение;
  3. небольшое анодное напряжение.

Выходной (рабочий) ток драйвера светоизлучающих диодов — это очень ключевая характеристика. Ток должен быть равён оптимальному току для светоизлучающих диодов.
К примеру, в нашем распоряжении оказалось 10 штук полноспектральных светоизлучающих диодов для фитолампы:

Минимальный ток данных диодов — 700 мА (берется из справочника). Стало быть, нам необходим драйвер тока на 700 мА.

Ну или немного меньше, чтобы увеличить срок жизни светоизлучающих диодов.
Максимальное анодное напряжение драйвера должно быть больше, чем суммарное прямое напряжение всех светоизлучающих диодов. Для наших фитосветодиодов прямое напряжение находится в диапазоне 3. 4 вольта.

Берем предельно: 4В х 10 = 40В. Наш драйвер должен быть в состоянии выдать не менее 40 вольт.

Небольшое напряжение, исходя из этого, рассчитывается по очень маленькому значению прямого напряжения на светоизлучающих диодах. Другими словами оно обязано быть не больше 3В х 10 = 30 Вольт.

Иначе говоря наш драйвер должен уметь уменьшать анодное напряжение до 30 вольт (или ниже).
Аналогичным образом, нам необходимо выбрать схему драйвера, рассчитанного на ток 650 мА (пускай будет немного поменьше номинального) и способного по надобности выдавать напряжение в диапазоне от 30 до 40 вольт.
Стало быть, для наших целей подойдёт что-нибудь вроде этого:

Конечно, во время выбора драйвера диапазон стрессов всегда можно расширять в любую сторону. К примеру, взамен драйвера с выходом на 30-40 В замечательно подойдет тот, который выдаёт от 20 до 70 Вольт.

Варианты драйверов, замечательно совместимых с разными типами светоизлучающих диодов, приведены в таблице:

Светоизлучающие диоды Какой необходим драйвер
60 мА, 0.2 Вт (smd 5050, 2835) см. схему на TL431
150мА, 0.5Вт (smd 2835, 5630, 5730) драйвер 150mA, 9-34V (можно одновременно подключить от 3 до 10 светоизлучающих диодов)
300 мА, 1 Вт (smd 3528, 3535, 5730-1, LED 1W) драйверы 300мА, 3-64V (на 1-24 постепенно включенных светоизлучающего диода)
700 мА, 3 Вт (led 3W, фитосветодиоды) драйвер 700мА (для 6-10 светоизлучающих диодов)
3000 мА, 10 Ватт (XML2 T6) драйвер 3A, 21-34V (на 7-10 светоизлучающих диодов) или см. схему

Кстати, для правильного подсоединения светоизлучающих диодов совсем не обязательно приобретать готовый драйвер, можно просто взять какой-либо подходящий блок питания (к примеру, зарядник от телефона) и привинтить к нему самый простой стабилизатор тока на одном транзисторе или на LM317.
Готовые схемы стабилизаторов тока для светоизлучающих диодов можно взять из данной публикации.

Правильное подключение светоизлучающих диодов

Светодиоды как подключить

Распиновка светоизлучающего диода

Светодиоды как подключить

На принципиальных схемах распиновка наглядна. На катод мы всегда подаём «минус», благодаря этому и отмечается он прямой линией у вершины треугольника.

В большинстве случаев катод – контакт, на котором размещается светоизлучающий кристалл. Он шире анода.

В сверхъярких LED полярность в большинстве случаев маркируют на контактах либо корпусе. Если на ножках контактов маркировки нет, ножка с более большим основанием – катод.

Схема подсоединения светоизлучающего диода

Светодиоды как подключить

В традиционной схеме советуют делать подключение через токоограничительный резистор. На самом деле, правильно выбрав резисторное или индуктивное сопротивление, можно подключить диод, высчитанный на напряжение питания 3В, даже к сети электрического тока.

Основное требование к показателям питания – ограничение тока цепи.
Так как сила тока – параметр, отображающий плотность потока электронов по проводнику, при превышении данного параметра диод просто разразиться из-за мгновенного и существенного выделения тепла на полупроводниковом кристалле.

Как проссчитать ограничительный резистор

Расчет сопротивления резистора Расчет мощности резистора
  • R — сопротивление ограничительного резистора в омах;
  • Uпит — напряжение источника питания в вольтах;
  • Uпад — напряжение питания светоизлучающего диода;
  • I — минимальный ток светоизлучающего диода в амперах.

Если мощность резистора будет намного меньше необходимой, он просто перегорит вследствие перегрева.

Включение светоизлучающего диода через блок питания без резистора

У меня на протяжении нескольких лет работает модернизированная под LED лампа настольная. Как источник света применяется шесть ярких светоизлучающих диодов, а как источник питания – старое устройство зарядки от мобильника Nokia.

Вот моя схема включения светоизлучающего диода:

Светодиоды как подключить

Как подключить светодиодную ленту без пайки. Светодиодная led подсветка без паяльника. Коннектор DIY

Фактическое напряжение диодов – 3,5В, ток – 140мА, мощность — 1Вт.

Во время выбора внешнего источника питания нужно ограничение по току. Подключение данных светоизлучающих диодов к современным зарядным устройствам с напряжением питания 5В 1-2А попросит резистор ограничивающий ток.

Что бы приспособить эту схему к зарядному устройству, рассчитанному на 5В, применяйте резистор на 10-20Ом мощностью 0,3А.

Светодиоды как подключить

Если у вас другой источник питания, поймете, что в нем есть схема стабилизации тока.
Схема устройства зарядки от мобильника

Блок питания большинства низковольтных домашних приборов

Как правильно подсоединять светоизлучающие диоды

Параллельное подключение

Вообще параллельное соединение не рекомендуется. Даже у похожих диодов параметры минимального тока различаются на 10-20%. В такой цепи диод с небольшим минимальным током будет сильно греться, что уменьшит его служебный срок.

Легче всего определить совместимость диодов с помощью низковольтного либо регулируемого источника питания. Ориентироваться можно по «напряжению розжига», когда кристалл начинает лишь чуть светиться.

При разбросе «стартового» напряжения в 0,3-0,5 В параллельное соединение без токоограничивающего резистора непозволительно.

Методичное подключение

ПРОСТЕЙШИЙ РАСЧЕТ РЕЗИСТОРА ДЛЯ СВЕТОДИОДА

Расчёт сопротивления для цепи из нескольких диодов: R = (Uпит — N * Uсд) / I * 0.75
Очень много последовательных диодов: N = (Uпит * 0,75) / Uсд

При включении нескольких последовательных цепочек LED, для каждой цепи лучше всего проссчитать собственный резистор.

Светодиоды как подключить

Как включить светоизлучающий диод в сеть электрического тока

Если при подключении LED к источнику постоянного тока электроны двигаются лишь в одну сторону и достаточно уменьшить ток при помощи резистора, в сети переменного напряжения направление движения электронов регулярно меняется.

Светодиоды как подключить

При прохождении положительной полуволны, ток, пройдя через резистор, гасящий избыточную мощность, зажжёт источник освещения. Негативная полуволна будет идти через закрытый диод.

У светоизлучающих диодов обратное напряжение маленькое, около 20В, а амплитудное напряжение сети – около 320 В.

Светодиоды как подключить

Некоторое время полупроводник будет работать в этом режиме, но всегда возможен обратный пробой кристалла. Чтобы это не допустить перед световым источником устанавливают обычный выпрямительный диод, выдерживающий обратный ток до 1000 В. Он не будет пропускать обратную полуволну в электрическую цепь.

Схема подсоединения в сеть электрического тока на рисунке с правой стороны.

Остальные виды LED

Мигающий

Светодиоды как подключить

Отличительная характеристика конструкции мигающего светоизлучающего диода – каждый контакт считается вместе с тем катодом и анодом. В середине него находятся два светоизлучающих кристалла с различной полярностью.

Если такой источник освещения подключить через силовой трансформатор к сети электрического тока он будет мигать с частотой 25 раз в секунду.
Для другой частоты мигания применяются специализированные драйверы.

В настоящий момент такие диоды уже не используются.

Многоцветный

Многоцветный светоизлучающий диод – два или больше диода, объединенных в один корпус. У подобных моделей один общий анод и несколько катодов.

Светодиоды как подключить

Меняя через специализированный драйвер питания яркость каждой матрицы можно достичь любого света свечения.
Во время использования этих элементов в самодельных схемах необходимо помнить, что у многоцветных кристаллов различное напряжение питания.

Данный момент очень важно понимать и при соединении приличного количества многоцветных LED источников.

Как подключить светодиодную ленту (схема). Монтаж светодиодной ленты своими руками (видео)

Светодиоды как подключить

Иной вариант – диод с вмонтированным драйвером. Подобные модели могут быль двухцветные с поочерёдным включением каждого цвета.

Частота мигания задаётся вмонтированным драйвером.
Намного продвинутый вариант – RGB диод, изменяющий цвет по заблаговременно заложенной в чип программе.

Здесь варианты свечения ограниченны лишь фантазией изготовителя.