Miks peaks LED olema ühendatud läbi takisti
LED-ribal on takistid, PCB-del (kus LED-id toimivad indikaatoritena) on takistid, isegi LED-pirnid - ja see on takistid. Milles on probleem? Miks on LED tavaliselt ühendatud takisti kaudu? Mis on LED-i takisti?
Tegelikult on kõik väga lihtne: LED vajab töötamiseks väga vähe alalispinget ja kui rakendate rohkem, põleb LED läbi. Isegi kui rakendate nominaalsest pisut rohkem, 0,2 volti, hakkab LED-i ressurss juba kiiresti vähenema ja varsti lõpeb selle pooljuhtvalgusallika eluiga pisaratega.
Näiteks punane LED vajab normaalseks tööks täpselt 2,0 volti, samas kui selle voolutarve on 20 milliamprit. Ja kui rakendate 2,2 volti, tekib p-n-ristmiku rike.
Erinevate LED-tootjate puhul, sõltuvalt kasutatavatest pooljuhtidest ja LED-tehnoloogiast, võib tööpinge ühes või teises suunas veidi erineda. Vaata aga näiteks tuntud tootja punase SMD LED-i voolu-pinge karakteristikut:
Siin on näha, et juba 1,9 volti juures hakkab LED tuhmilt helendama ja kui selle väljunditele täpselt 2 volti peale panna, osutub kuma päris eredaks, see on selle nominaalrežiim. Kui nüüd tõsta pinge 2,1 voldini, hakkab LED üle kuumenema ja kaotab kiiresti oma ressursi. Ja kui rakendatakse rohkem kui 2,1 volti, põleb LED.
Nüüd meenutame Ohmi seadus vooluringi lõigu kohta: voolutugevus vooluringi sektsioonis on otseselt võrdeline pingega selle sektsiooni otstes ja pöördvõrdeline selle takistusega:
Seega, kui meil on LED-i läbiv vool 20 mA ja selle klemmide pinge on 2,0 V, siis millisel LED-il on selle seaduse alusel takistus? Õige: 2,0 / 0,020 = 100 oomi. Töökorras olev LED on oma omadustelt samaväärne 100-oomise takistiga, mille võimsus on 2 * 0,020 = 40 mW.
Aga mis siis, kui pardal on ainult 5 volti või 12 volti? Kuidas toita nii kõrge pingega LED-i, et see läbi ei põleks? Siin on arendajad kõikjal ja otsustasid, et seda on kõige mugavam kasutada täiendavalt takisti.
Miks takisti? Kuna see on ressursside ja võimsuse hajumise poolest kõige kasumlikum, ökonoomsem, odavaim viis LED-i kaudu voolu piiramise probleemi lahendamiseks.
Nii et kui saadaval on 5 volti ja teil on vaja saada 2 volti 100-oomise "takisti" peale, siis tuleb see 5 volti jagada meie kasuliku 100-oomise hõõgtakisti (mis on see LED) ja teise takisti, nimiväärtuse vahel. , millest tuleb nüüd saadaoleva põhjal arvutada:
Selles vooluringis on vool konstantne, mitte muutuv, kõik elemendid on püsivas olekus lineaarsed, seetõttu on kogu vooluahela vool sama väärtusega, meie näites 20 mA - see on see, mida LED vajab. Seetõttu valime takisti R1 sellise väärtusega, et ka seda läbiv vool oleks 20 mA ja selle pinge on ainult 3 volti, mis tuleb kuhugi panna.
Niisiis: Ohmi seaduse järgi I = U / R, seega R = U / I = 3 / 0,02 = 150 oomi. Ja kuidas on lood jõuga? P = U2/ R = 9/150 = 60 mW. 0,125 W takisti on hea, nii et see ei lähe liiga kuumaks. Nüüd on kõigile selge, mis on LED-i takisti.
Vaata ka: LED-i spetsifikatsioonid