Подключение светодиодов
Параметры светодиодов.
Все светодиоды (СД) обладают определенными параметрами. характеризующими их рабочую среду. К ним относятся рабочий ток I (А) и рабочее напряжение U (В).
Сила тока может быть разной в зависимости от типа светодиода, но в среднем выходит 10-30 мА на кристалл (чип).
Важно отметить, что сила тока - главный электрический параметр светодиода, соблюдение норм которого обеспечивает нормальную работу СД.
Напряжение (при обеспечении нормы по силе тока) может варьировать в пределах указанных производителем от партии к партии (а иногда и в масштабе горстки СД), но среднестатистически сложилось, что рабочее напряжение белых СД в быту принимается ~ 3,1В, а красных и желтых СД ~ 2В.
При разработке схемы подключения следует соблюдать параметры светодиодов, указанные в нашем каталоге. Лучше даже с небольшим запасом. При неправильном подключении светодиод, если не перегорит сразу, то выйдет из строя в течении непродолжительного времени.
Как подключать светодиоды?
Чтобы понять, как следует подключать СД, необходимо вспомнить типы соединений в электрических цепях, Закон Ома и Законы Кирхгофа.
Итак, подключение компонентов электрической цепи бывает двух типов: последовательное (a) и параллельное (b)
(рис. 1).
Рисунок 1. Типы подключения компонентов электрической цепи
Закон Ома гласит - U = R * I, где
U – напряжение (В);
I – сила тока (А);
R – сопротивление (Ом).
В зависимости от подключения расчет этих параметров следующий (Законы Кирхгофа):
Рисунок 2. Расчет напряжения участка цепи
U = U1 + U2 + ... + Un - последовательное подключение
U = U1 = U2 = ... = Un - параллельное подключение
Рисунок 3. Расчет силы тока на участке цепи
I = I1 = I2 = ... = In - последовательное подключение
I = I1 + I2 + ... + In - параллельное подключение
Рисунок 4. Расчет сопротивления участка цепи
R = R1 + R2 + ... + Rn - последовательное подключение
R = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn - параллельное подключение
Наиболее часто используемая схема подключения светодиодов представляет из себя серию параллельно соединенных цепочек, состоящих из последовательно подключенных светодиодов и токоограничительных резисторов (рис.5).
Рисунок 5. Наиболее часто используемая схема подключения светодиодов
Расчет токоограничительного резистора
Расчет токоограничительного резистора выглядит следующим образом:
Исходные данные:
- напряжение в бортовой сети авто - 14,5В;
- светодиоды HyperFlux 2 chip красные - 60мА, 2В;
- цепь состоит из четырех последовательно подключенных светодиодов и токоограничительного резистора (рис.6)
Рисунок 6. Участок цепи
Падение напряжения на резисторе Ur = U-U(LED1)-U(LED2)-U(LED3)-U(LED4) = 14.5В-4х2В = 6,5В. Следовательно, чтобы ограничить силу тока в цепи на необходимом уровне, резистор должен обладать сопротивлением R = Ur / I = 6,5В / 0,06А = 108,3Ом. Берем ближайший стандартный номинал резисторов с "округлением" в большую сторону - 110Ом (при этом I=0.059А).
При этом мощность рассеиваемая на резисторе будет равна P = Ur*I = 6,5В*0,059А = 0,38Вт. Отсюда следует, что можно использовать один резистор на 110 ом мощностью 0,5Вт, либо два последовательно включенных в цепь резистора по 56Ом (тоже стандартный номинал) мощностью 0,25Вт.
Защита светодиодов
В бортовой сети автомобиля существует ряд элементов создающих множество помех, скачков напряжения, импульсов обратного тока. Такое нестабильное питание может привести к повреждению или полному выходу светодиодов из строя. Для того, чтобы защитить светодиоды следует принять определенные меры, включающие:
1. Установка предохранительного диода
Для данной цели мы рекомендуем использовать диоды 1N4007 (арт.40009) или SMD SK26A (арт.40010). Также можно использовать выпрямительный мост SMD (арт.40011), в таком случае модуль будет работать при подключении в любой полярности. Не стоит забывать, про падение напряжения на диоде (обычно от 0.5В до 1В, в зависимости от силы тока) которое следует учитывать при расчете параметров элементов схемы.
Рисунок 1. Защита от импульсов обратного тока
2. Установка электролитического конденсатора
Конденсатор подключается параллельно схеме с учетом полярности. Он избавит светодиодный модуль от "дрожания" при заведенном двигателе и "моргания" при кратковременном падении напряжения (например, включенных указателях поворота).
