Calcul de l'alimentation de la LED. Comment calculer la consommation d'ampères pour la bande LED, la diode. Types d'alimentations à découpage

Le calcul pour une LED est assez simple, rapide et ne contient rien de "militaire", seulement la loi d'Ohm. Bien qu'il existe de nombreuses calculatrices en ligne sur le World Wide Web qui aident à déterminer divers paramètres, mais, à mon avis personnel, il vaut mieux le découvrir par vous-même et comprendre la physique du processus une fois que d'utiliser aveuglément de telles calculatrices.

L'exemple le plus courant consiste à connecter une LED à une source d'alimentation 5V, telle qu'un port USB sur un ordinateur. Le deuxième exemple est une connexion à une batterie de voiture avec une tension nominale de 12 V. Si un dispositif à semi-conducteur est directement connecté à une telle source d'alimentation, ce dernier échouera simplement sous l'influence d'un courant circulant qui dépasse la valeur autorisée - un une rupture thermique du cristal semi-conducteur se produira. Par conséquent, il est nécessaire de limiter la quantité de courant.

Dans un souci de clarté, nous prendrons deux types de LED avec les caractéristiques les plus courantes :

tension:

U VD 1 = 2,2 V ;

U VD 2 = 3,5 V ;

actuel:

Je VD 1 \u003d 0,01 A;

Je VD 2 \u003d 0,02 A.

Calcul de la résistance pour la LED

Déterminons la résistance R 1,5 pour VD 1 à Uip = 5 V.

Pour calculer la valeur de la résistance, selon la loi d'Ohm, il faut connaître le courant et la tension :

R=U/I.

L'amplitude du courant circulant dans le circuit, y compris à travers VD, nous est connue à partir de la condition donnée I VD 1 \u003d 0,01 A, par conséquent, la chute de tension aux bornes de R 1,5 doit être déterminée. Il est égal à la différence entre la somme Uip \u003d 5 V et la chute de tension sur la LED U VD 1 \u003d 2,2 V :

Maintenant, nous trouvons R 1,5

Dans la série standard de résistances, nous sélectionnons la plus proche dans le sens de l'augmentation, nous prenons donc R 1,5 \u003d 300 Ohm.

De la même façon, on calcule R pour VD 2 :

Nous effectuerons des calculs similaires pour la valeur Uip = 12 V.

Accepter R 1,12 \u003d 1000 Ohm \u003d 1 kOhm.

Nous acceptons R 2,12 = 430 ohms.

Pour plus de commodité, nous écrivons les valeurs obtenues des résistances de toutes les résistances:

Il convient de noter que la résistance sélectionnée dans la gamme standard dépasse celle calculée, de sorte que le courant dans le circuit sera considérablement réduit. Cependant, cette diminution peut être négligée sous la forme de sa faible valeur.

Calcul de la puissance dissipée

Déterminer la résistance n'est que la moitié de la bataille. Une autre résistance est caractérisée paramètre important, appelée puissance de dissipation P - c'est la puissance qu'elle peut supporter longtemps, sans surchauffer au-dessus d'une certaine température. Elle dépend du carré du courant, puisque celui-ci circulant dans le circuit provoque un échauffement de ses éléments.

P = je 2 R.

Visuellement, la résistance d'un P supérieur est grande.

Les LED sont des éléments radio modernes, économiques et fiables utilisés pour l'indication lumineuse. Nous pensons que tout le monde et tout le sait ! C'est sur la base de cette expérience que le désir d'utiliser les LED est si élevé pour concevoir une grande variété de circuits électriques, tant dans l'électronique grand public que pour les voitures. Mais ici certaines difficultés surgissent. Après tout, les LED les plus courantes ont une tension d'alimentation de 3 ... 3,3 volts, et la tension de bord de la voiture est de 12 volts, alors qu'elle monte parfois à 14 volts. Bien sûr, une hypothèse logique apparaît ici que pour connecter les LED au réseau 12 volts de la machine, il sera nécessaire de baisser la tension. C'est à ce sujet, connecter la LED au réseau de bord du véhicule et baisser la tension, que l'article sera consacré.

Deux principes de base sur la façon dont vous pouvez connecter une LED à 12 volts ou abaisser la tension sur la charge

Avant de passer aux schémas spécifiques et à leurs descriptions, je voudrais parler de deux fondamentalement différents, mais choix connecter la LED à un réseau 12 volts.
Le premier est lorsque la tension chute en raison du fait qu'une résistance supplémentaire du consommateur est connectée en série avec la LED, qui est un microcircuit stabilisateur de tension. Dans ce cas, une certaine partie de la tension est perdue dans le microcircuit, se transformant en chaleur. Cela signifie que la seconde, restante, va directement à notre consommateur - la LED. Pour cette raison, il ne brûle pas, car toute la tension totale ne le traverse pas, mais seulement une partie. L'avantage d'utiliser un microcircuit est le fait qu'il est capable de maintenir automatiquement une tension donnée. Cependant, il y a aussi des inconvénients. Vous ne pourrez pas réduire la tension en dessous du niveau pour lequel il est conçu. Deuxième. Étant donné que le microcircuit a une certaine efficacité, la chute par rapport à l'entrée et à la sortie différera de 1 à 1,5 volt vers le bas. De plus, pour utiliser la puce, vous devrez utiliser un bon dissipateur thermique dissipatif installé dessus. Après tout, en fait, la chaleur dégagée par le microcircuit est la perte que nous n'avons pas réclamée. C'est-à-dire ce que nous retranchons d'un plus grand potentiel pour en obtenir un plus petit.
La deuxième option consiste à alimenter la LED, lorsque la tension est limitée par une résistance. Cela revient à prendre une grosse conduite d'eau et à la rétrécir. Dans ce cas, le débit (débit et pression) diminuerait significativement. Dans ce cas, seule une partie de la tension atteint la LED. Cela signifie qu'il peut également fonctionner sans risque de brûlure. L'inconvénient d'utiliser une résistance est qu'elle a également sa propre efficacité, c'est-à-dire qu'elle gaspille également une tension non réclamée en chaleur. Dans ce cas, il peut être difficile d'installer une résistance sur le radiateur. En conséquence, il n'est pas toujours adapté à l'inclusion dans le circuit. De plus, le fait que la résistance ne supporte pas le maintien automatique de la tension dans la limite spécifiée sera également un inconvénient. Lorsque la tension chute dans le circuit commun, il appliquera une tension également inférieure à la LED. En conséquence, la situation inverse se produira avec une augmentation de la tension dans le circuit commun.
Bien sûr, les deux options ne sont pas idéales, car lorsque vous travaillez à partir de sources d'énergie portables, chacune d'elles dépensera une partie de l'énergie utile en chaleur. Et c'est pertinent ! Mais que faire, tel est le principe de leur travail. Dans ce cas, la source d'énergie dépensera une partie de son énergie non pas en action utile, mais en chaleur. Ici, la panacée est l'utilisation de la modulation de largeur d'impulsion, mais cela complique grandement le circuit... Par conséquent, nous nous concentrerons toujours sur les deux premières options, que nous considérerons dans la pratique.

Connexion d'une LED via une résistance à 12 volts dans une voiture (via une résistance)

Commençons, comme dans le paragraphe ci-dessus, par la possibilité de connecter la LED à une tension de 12 volts à travers une résistance. Afin que vous compreniez mieux comment se produit la chute de tension, nous vous donnerons plusieurs options. Lorsque 3 LED sont connectées à 12 volts, 2 et 1.

Connexion de 1 LED via une résistance à 12 volts dans une voiture (via une résistance)

Nous avons donc une LED. Sa tension d'alimentation est de 3,3 volts. Autrement dit, si nous prenions une source d'alimentation de 3,3 volts et y connections une LED, alors tout irait bien. Mais dans notre cas, il y a une tension accrue, ce qui n'est pas difficile à calculer par la formule. 14,5-3,3 = 11,2 volts. Autrement dit, nous devons d'abord réduire la tension de 11,2 volts, puis appliquer uniquement la tension à la LED. Pour que nous puissions calculer la résistance, nous devons savoir combien de courant circule dans le circuit, c'est-à-dire le courant consommé par la LED. En moyenne, cela correspond à environ 0,02 A. Si vous le souhaitez, vous pouvez voir le courant nominal dans la fiche technique de la LED. En conséquence, selon la loi d'Ohm, il s'avère. R=11.2/0.02=560 Ohm. La valeur de la résistance est calculée. Eh bien, dessiner un diagramme est encore plus facile.

La puissance de la résistance est calculée par la formule P=UI=11,2*0,02=0,224 W. Nous prenons le plus proche selon la commande de type standard.

Connexion de 2 LED via une résistance à 12 volts dans une voiture (via une résistance)

Par analogie avec l'exemple précédent, tout est calculé de la même manière, mais avec une seule condition. Puisqu'il y a déjà deux LED, la chute de tension à travers elles sera de 6,6 volts, et les 14,5-6,6 \u003d 7,9 volts restants resteront avec la résistance. Sur cette base, le schéma sera le suivant.

Puisque le courant dans le circuit n'a pas changé, la puissance de la résistance reste inchangée.

Connexion de 3 LED via une résistance à 12 volts dans une voiture (via une résistance)

Et une option de plus, lorsque presque toute la tension est éteinte par les LED. Ainsi, la résistance à sa valeur nominale sera encore moins. Seulement 240 ohms. Un schéma de connexion de 3 LED au réseau de bord de la machine est joint.

Enfin, il ne nous reste plus qu'à dire que la tension utilisée dans les calculs n'était pas de 12, mais de 14,5 volts. C'est cette augmentation de tension qui se produit généralement dans le réseau électrique de la machine lors de son démarrage.
Il n'est pas non plus difficile d'estimer que lors de la connexion de 4 LED, vous n'aurez besoin d'utiliser aucun type de résistance, car chacune des LED aura 3,6 volts, ce qui est tout à fait acceptable.

Connexion d'une LED via un régulateur de tension à 12 volts dans une voiture (via un microcircuit)

Passons maintenant à un circuit d'alimentation LED 12 volts stabilisé. Ici, comme nous l'avons déjà dit, il y a un circuit qui régule sa propre résistance interne. Ainsi, l'alimentation de la LED sera stable, quelles que soient les surtensions sur le réseau de bord. Malheureusement, l'inconvénient d'utiliser un microcircuit est le fait que la tension stabilisée minimale pouvant être atteinte sera de 5 volts. C'est avec cette tension que vous pouvez trouver les microcircuits les plus connus - stabilisateurs KR142 EN 5B ou équivalent étranger L7805 ou L7805CV. Ici, la différence réside uniquement dans le fabricant et le courant de fonctionnement nominal de 1 à 1,5 A.

Ainsi, la tension restante de 5 à 3,3 volts devra être éteinte selon le même exemple que dans les cas précédents, c'est-à-dire en utilisant une résistance. Cependant, réduire la tension avec une résistance de 1,7 volts n'est plus aussi critique que de 8-9 volts. La stabilisation de la tension dans ce cas sera toujours observée ! Voici un schéma de câblage pour le microcircuit du stabilisateur.
Comme vous pouvez le voir, c'est très simple. Tout le monde peut le mettre en œuvre. Pas plus difficile que de souder la même résistance. La seule condition est l'installation d'un dissipateur thermique qui éliminera la chaleur du microcircuit. Il est indispensable de l'installer. Le schéma indique que le microcircuit peut alimenter 10 chaînes avec une LED, en fait, ce paramètre est sous-estimé. En fait, si environ 0,02 A traverse la LED, elle peut alimenter jusqu'à 50 LED. Si vous avez besoin de fournir plus de puissance, utilisez un deuxième circuit indépendant de ce type. L'utilisation de deux puces connectées en parallèle n'est pas correcte. Étant donné que leurs caractéristiques sont légèrement différentes les unes des autres, en raison de caractéristiques individuelles. En conséquence, l'un des microcircuits aura une chance de s'éteindre beaucoup plus rapidement, car ses modes de fonctionnement seront différents - surestimés.
Nous avons déjà parlé de l'utilisation de microcircuits similaires dans l'article "Chargeur 5 volts dans la voiture". Au fait, si vous décidez toujours d'alimenter la LED PWM, même si cela n'en vaut guère la peine, cet article vous dévoilera également tous les secrets de la mise en œuvre d'un tel projet.

Résumé de la connexion d'une LED à 12 volts dans une voiture de vos propres mains

En résumant la connexion de la LED à un réseau 12 volts, nous pouvons dire à propos de la simplicité de la conception du circuit. Comme dans le cas où une résistance est utilisée, il en va de même avec un microcircuit - un stabilisateur. Tout cela est facile et simple. Du moins, c'est la chose la plus simple que l'on puisse rencontrer en électronique. Ainsi, chacun doit maîtriser la connexion de la LED au réseau de bord de la voiture en 12 volts et à coup sûr. Si même cela n'est pas «trop difficile», alors les plus complexes ne doivent pas du tout être pris.

Vidéo sur la connexion de la LED au réseau dans la voiture

Et maintenant, pour vous permettre de déterminer plus facilement la valeur de résistance nécessaire et la puissance pour votre cas particulier, vous pouvez utiliser le calculateur de sélection de résistance

Chaque année, la popularité de l'éclairage LED (led) augmente dans le monde, qui est organisé non pas à l'aide d'ampoules, mais avec des bandes spéciales. Ce sont des produits d'éclairage spéciaux qui présentent de nombreux avantages par rapport aux autres types de lampes. Mais pour qu'elles fonctionnent efficacement et pendant longtemps, les bandes de led doivent être connectées à l'alimentation via une unité spéciale.

Il convient de noter que toutes les unités d'alimentation (PSU) vendues ne conviennent pas à votre bande led. Par conséquent, pour que son fonctionnement se déroule comme il se doit, dans cette situation, il est nécessaire de calculer la consommation d'énergie requise, que l'alimentation électrique connectée à la bande devrait avoir. Cet article vous aidera à comprendre ce problème.

Caractéristiques du produit et pourquoi vous avez besoin d'un adaptateur

La popularité des produits LED (rubans et ampoules) a conduit à l'émergence de appareils d'éclairage large gamme de ces produits. Et les bandes en la matière n'occupent pas la dernière place. Tout est lié à la grande popularité des rubans LED, qui présentent les avantages suivants :

• facile à installer sur n'importe quel plan, car ils ont une base autocollante;
• avoir une variété de couleurs de lueur;
• peut être contrôlé par télécommande lorsqu'il est connecté au circuit du contrôleur ;
• la possibilité d'étendre le produit autant que nécessaire, en fonction de la longueur du rétroéclairage ;
• Basse consommation énergétique;

Note! Ces produits consomment la quantité d'électricité la plus minime.

• longue période de service.

Le plus gros problème qui peut survenir dans une situation avec ce type de produits LED est bon choix et brancher l'alimentation. Et il ne suffit pas de calculer le type d'alimentation dont vous avez besoin. Les règles de connexion doivent être respectées. Ce n'est que si le calcul et la connexion étaient corrects que vous pourrez admirer la lueur lumineuse et colorée de votre nouveau rétroéclairage LED.
La nécessité d'une alimentation électrique pour les rubans LED est basée sur le fait que ces produits sont à basse tension. Ils sont généralement évalués à 12 ou 24 volts. Dans le même temps, le réseau d'alimentation électrique par lequel le courant circule dans nos maisons et appartements est de 220 volts. En raison de cette inadéquation, un adaptateur (alimentation) est nécessaire, ce qui permettra au courant provenant du réseau de correspondre aux paramètres de tension requis. Ce n'est qu'à l'aide d'une alimentation qu'il est possible de modifier le courant aux paramètres souhaités applicables à ce type de produit LED.

Note! Si la puissance de l'alimentation n'est pas adaptée, le courant provenant du réseau peut provoquer l'extinction des LED.

Par conséquent, lors du choix d'une alimentation, vous devez savoir quelle doit être sa puissance pour une led d'une certaine longueur.

Nous sélectionnons le convertisseur: nuances de choix importantes

Transducteur étanche

Lors de la sélection d'un bloc pour ce type de produits d'éclairage, vous devez vous fier aux indicateurs suivants :

• tension d'alimentation disponible : 12 ou 24 volts ;
• la puissance totale consommée par le produit acheté ;
• la nécessité de protéger l'appareil d'une forte humidité.

Note! Si vous achetez des produits d'éclairage destinés à être installés dans des pièces à climat humide (salle de bain, piscine, cuisine, loggia ou balcon), le convertisseur doit être protégé de l'humidité.

De plus, le choix d'un bloc doit être fait en fonction de vos propres capacités financières. Plus le bloc est de qualité, plus il coûtera cher. Mais rappelez-vous qu'un convertisseur de mauvaise qualité, traversant lui-même un courant de tensions différentes, peut tomber en panne assez rapidement.
Le paramètre le plus important pour choisir une alimentation est sa puissance. Son calcul est basé sur la longueur du produit (combien de mètres il contient), ainsi que sur d'autres paramètres, dont nous parlerons dans la section suivante.

Paramètres de calcul de la puissance du convertisseur

Un convertisseur qui modifie la caractéristique de courant fait partie intégrante du schéma de connexion de ce produit d'éclairage. Si ce n'est pas le cas, le courant endommagera immédiatement la led, la rendant impropre à une utilisation ultérieure. Dans ce cas, le produit lui-même peut avoir une tension et une longueur différentes (chaque mètre a grande importance). Par conséquent, dans chaque situation individuelle, son propre calcul de puissance est effectué.

Note! Vous pouvez savoir quel bloc d'alimentation est nécessaire pour une bande led particulière à partir d'un tableau spécial. Ce tableau est présenté ci-dessous.

Tableau de sélection des blocs d'alimentation

Le plus souvent, les gens achètent des produits pour 12 volts, car ils sont plus faciles à trouver et coûtent un peu moins cher.
La puissance du bloc d'alimentation est le paramètre principal. Par conséquent, pour que le courant ne conduise pas à l'épuisement du produit, il est nécessaire de calculer correctement. Et pour cela, vous devez connaître les paramètres suivants :

• longueur du produit d'éclairage ;

Note! Étant donné que la led peut facilement croître en longueur, chaque mètre affecte ici l'énergie totale consommée. Chaque compteur prolongé augmentera ce chiffre.

• combien y a-t-il de diodes (par mètre). Le tableau ci-dessus indique le nombre de LED de chaque mètre d'un type de bande particulier.

Placement des diodes sur la base

Ces deux paramètres (longueur et nombre de LED pour chaque compteur) sont à la base du calcul de la puissance de l'alimentation. Par exemple, vous souhaitez connecter au convertisseur 2 bandes RVB SMD 5050 de cinq mètres, ce qui signifie que le tableau indique qu'il y a 30 LED par mètre d'un tel produit et que la longueur de la LED elle-même est de deux mètres.

Exemple détaillé de calcul de l'indicateur souhaité

La puissance est un paramètre dont l'unité est le watt. Pour le calculer pour une bande LED spécifique, vous devez exécuter l'algorithme suivant :

• vous devez d'abord déterminer la quantité d'énergie consommée par un compteur. Ce paramètre est facile à déterminer à partir du tableau ci-dessus. Par exemple, pour les bandes SMD5050 par mètre, ce chiffre sera de 7,2 watts ;
• alors vous pouvez facilement calculer la puissance consommée par la led en général. Pour ce faire, il vous suffit de multiplier l'indicateur d'un mètre par la longueur. Par exemple, vous souhaitez réaliser un rétroéclairage à partir d'un modèle SMD5050 de 10 mètres. Dans cette situation, nous multiplions 7,2 watts par 10 et obtenons 72 watts.

C'est la puissance, 72 watts, qui sera consommée par un SMD5050 de dix mètres. Mais ici, le destin s'ensuit qu'un certain nombre de watts seront dépensés pour convertir le courant. Par conséquent, il est important de choisir un convertisseur avec une valeur en watts exceptionnellement élevée afin qu'il y ait une petite marge. Il compensera les pertes éventuelles et maintiendra les performances des produits d'éclairage qui y sont connectés au niveau approprié.

Note! La réserve de puissance minimale (watts) que l'alimentation doit avoir doit être de 30% du chiffre final de vos calculs. Dans notre cas, 20% doivent être calculés à partir de 72 watts.

Ainsi, le chiffre final de vos calculs pour des produits d'une consommation totale de 72 watts, dont 30 %, sera déjà de 93,4 watts. Vous pouvez trouver des données selon lesquelles 20 à 25% doivent être pris comme marge. L'option de calcul que vous utiliserez au final dépend de vous et de la gamme de PSU proposée.

Types de convertisseurs pour produits led

Maintenant, il ne reste plus qu'à aller au magasin ou au marché pour le convertisseur dont nous avons besoin. Vous pouvez choisir un BP avec une valeur arrondie, mais aussi proche que possible du chiffre final de vos calculs.

Conclusion

Malgré le grand nombre d'avantages des produits à LED, lors de l'utilisation de bandes, vous devez être prudent dans le calcul de la puissance du bloc d'alimentation utilisé. Si une erreur s'est glissée dans les calculs, alors lorsque le produit est connecté au réseau, il peut simplement s'éteindre. Le travail des bandes led ne sera de haute qualité qu'avec un convertisseur correctement sélectionné.

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Dans les circuits avec LED, elles sont nécessairement utilisées pour la limitation. Ils protègent contre l'épuisement et la défaillance prématurée des éléments LED. Le principal problème réside dans la sélection exacte des paramètres nécessaires. Par conséquent, le calculateur de calcul de la résistance des LED est très populaire parmi les spécialistes. Pour obtenir les résultats les plus précis, vous aurez besoin de données sur la tension de la source d'alimentation, sur la tension directe de la LED elle-même et son courant nominal, ainsi que sur le schéma de connexion et le nombre d'éléments.

Comment calculer la résistance des résistances de limitation de courant

Dans le cas le plus simple, lorsque les données initiales nécessaires ne sont pas disponibles, la tension directe des LED peut être déterminée avec une grande précision par la couleur de la lueur. Les données typiques de ce phénomène physique sont résumées dans un tableau.

De nombreuses LED ont un courant nominal de 20mA. Il existe d'autres types d'éléments dans lesquels ce paramètre peut atteindre une valeur de 150 mA et plus. Par conséquent, afin de déterminer avec précision le courant nominal, les données sur spécifications techniques DIRIGÉ. Si les informations nécessaires sont complètement absentes, le courant nominal de l'élément est conditionnellement pris à 10 mA et la tension directe est de 1,5-2 volts.

Le nombre de résistances de limitation de courant dépend directement du schéma de connexion des éléments semi-conducteurs. Par exemple, si elle est utilisée, une résistance peut être complètement supprimée, car l'intensité du courant en tous les points sera la même.

Dans le cas d'un montage en parallèle, une seule résistance d'extinction ne suffira plus. Cela est dû au fait que les caractéristiques des LED ne peuvent pas être exactement les mêmes. Tous ont leurs propres résistances et la même consommation de courant différente. Autrement dit, l'élément avec la résistance minimale consomme grande quantité actuel et peut tomber en panne prématurément.

Par conséquent, si au moins une des LED connectées en parallèle tombe en panne, cela entraînera une augmentation de la tension, pour laquelle le reste des éléments n'est pas conçu. En conséquence, ils cesseront également de travailler. Par conséquent, lorsqu'il est connecté en parallèle, chaque LED a sa propre résistance.

Toutes ces caractéristiques sont prises en compte dans le calculateur en ligne. Les calculs sont basés sur la formule de détermination de la résistance: R \u003d Uexting / ILED. À son tour, Uextinction = Ualimentation - ULED.

Le fonctionnement de la LED est basé sur l'émission de quanta de lumière qui se produisent lorsque le courant la traverse. En fonction de cela, la luminosité de la lueur de l'élément change également. Avec un petit courant, il brille faiblement, et avec un grand courant, il s'embrase et s'éteint. Pour limiter le courant qui le traverse, le plus simple est d'utiliser une résistance. Il n'est pas difficile d'effectuer le calcul correct de la résistance, mais il ne faut pas oublier qu'il ne fait que limiter, mais ne stabilise pas le courant.

Principe de fonctionnement et propriétés

La LED est un appareil ayant la capacité d'émettre de la lumière. Sur les circuits imprimés et les schémas, il est désigné par les lettres latines LED (Light Emitting Diode), qui signifie « diode électroluminescente » en traduction. Physiquement, c'est un cristal placé dans un boîtier. Classiquement, il est considéré comme un cylindre, dont un côté a une forme arrondie convexe, qui est une lentille hémisphérique, et l'autre est une base plate, et des conclusions y sont situées.

Avec le développement de la technologie à semi-conducteurs et la réduction de la technologie des processus, l'industrie a commencé à produire des diodes SMD conçues pour le montage en surface. Malgré cela, le principe physique de la LED n'a pas changé et est le même quel que soit le type et la couleur de l'appareil.

Le processus de fabrication du dispositif de rayonnement peut être décrit comme suit. Au premier stade, un cristal est formé. Cela se produit en plaçant un saphir fabriqué artificiellement dans une chambre remplie d'un mélange gazeux. La composition de ce gaz comprend des dopants et un semi-conducteur. Lorsque la chambre est chauffée, la substance résultante se dépose sur la plaque, alors que l'épaisseur d'une telle couche ne dépasse pas plusieurs microns. Après la fin du processus de dépôt par pulvérisation cathodique, des plages de contact sont formées et toute cette structure est placée dans le boîtier.

En raison des particularités de la production, les LED n'ont pas les mêmes paramètres et caractéristiques. Par conséquent, bien que les fabricants essaient de trier les appareils dont la valeur est proche, il existe souvent dans le même lot des produits qui diffèrent par la température de couleur et le courant de fonctionnement.

Dispositif d'élément radio

Une diode électroluminescente ou diode LED est un élément radio semi-conducteur dont le fonctionnement est basé sur les propriétés d'une transition électron-trou. Lorsqu'un courant le traverse dans le sens direct, des processus de recombinaison se produisent à l'interface entre deux matériaux, accompagnés d'un rayonnement dans le spectre visible.

Pendant très longtemps, l'industrie n'a pas pu produire de LED bleue, c'est pourquoi il était impossible d'obtenir un émetteur à lueur blanche. Ce n'est qu'en 1990 que des chercheurs de la société japonaise Nichia Chemical Industries ont inventé une technologie permettant d'obtenir un cristal émettant de la lumière dans le spectre bleu. Cela est automatiquement permis en mélangeant le vert, le rouge et de couleur bleue recevez BLANC.

Le processus de rayonnement est basé sur la libération d'énergie lors de la recombinaison des charges dans la zone de transition électron-trou. Il est formé par le contact de deux matériaux semi-conducteurs de conductivité différente. À la suite de l'injection, la transition des porteurs de charge mineurs, une couche barrière est formée.

Du côté du matériau à conductivité n apparaît une barrière de trous, et du côté à conductivité p, des électrons. Il y a un équilibre. Lorsque la tension est appliquée en polarisation directe, il y a un mouvement massif de charges dans la bande interdite des deux côtés. En conséquence, ils entrent en collision et de l'énergie est libérée sous forme d'émission de lumière.

Cette lumière peut ou non être visible à l'œil humain. Cela dépend de la composition du semi-conducteur, de la quantité d'impuretés et de la bande interdite. Par conséquent, le spectre visible est obtenu en fabriquant des structures semi-conductrices multicouches.

Caractéristiques des LED

La couleur de la lueur dépend du type de semi-conducteur et de son degré de dopage, qui détermine la bande interdite zones p-n transition. La durée de vie des LED dépend principalement de conditions de température ses œuvres. Plus le chauffage de l'appareil est élevé, plus son vieillissement est rapide. Et la température, à son tour, est liée au courant traversant la LED. Plus la puissance de la source lumineuse est faible, plus sa durée de vie est longue. Le vieillissement se traduit par une diminution de la luminosité d'un luminaire. Par conséquent, il est si important de choisir la bonne résistance pour la LED.

Les principales caractéristiques des diodes LED incluent :

Méthodes de connexion

Pour le fonctionnement sans problème de la LED, la valeur du courant de fonctionnement est très importante. Une connexion incorrecte des sources de rayonnement ou une propagation importante de leurs paramètres lors d'un fonctionnement conjoint entraînera un excès de courant qui les traverse et un épuisement supplémentaire des appareils. Cela est dû à une augmentation de la température, à cause de laquelle le cristal LED est simplement déformé et la jonction p-n se brise. Par conséquent, il est si important de limiter la quantité de courant fournie à la source lumineuse, c'est-à-dire de limiter la tension d'alimentation.

La façon la plus simple de le faire est d'utiliser une résistance connectée en série avec le circuit émetteur. A ce titre, une résistance ordinaire est utilisée, mais elle doit avoir une certaine valeur. Sa grande valeur ne pourra pas fournir la différence de potentiel nécessaire à l'apparition du processus de recombinaison, et une valeur plus petite la brûlera. Dans ce cas, vous devez non seulement savoir comment calculer la résistance de la LED, mais également comprendre comment la mettre correctement, surtout si le circuit est saturé d'éléments radio.

Dans un circuit électrique, une LED et plusieurs peuvent être utilisées. Dans ce cas, il existe trois schémas pour leur inclusion:

• seul;
• cohérent;
• parallèle.

élément unique

Lorsqu'une seule LED est utilisée dans un circuit électrique, une résistance est placée en série avec elle. Du fait d'une telle connexion, la tension totale appliquée à ce circuit sera égale à la somme des chutes de la différence de potentiel aux bornes de chaque élément du circuit. Si nous désignons ces pertes sur la résistance comme Ur et sur la LED comme Us, alors la tension totale de la source EMF sera égale à : Uo = Ur + Us.

En paraphrasant la loi d'Ohm pour la section de réseau I \u003d U / R, la formule est obtenue: U \u003d I * R. En remplaçant l'expression résultante dans la formule pour trouver la tension totale, nous obtenons :

Uo = IrRr + IsRs, où

• Ir est le courant traversant la résistance, A.
• Rr - résistance calculée de la résistance, Ohm.
• Is est le courant traversant la LED, A.
• Rs est l'impédance interne de la LED, Ohm.

La valeur de Rs varie en fonction des conditions de fonctionnement de la source de rayonnement et sa valeur dépend de l'intensité du courant et de la différence de potentiel. Cette dépendance peut être vue en étudiant la caractéristique courant-tension de la diode. Au stade initial, il y a une augmentation régulière du courant et Rs a une valeur élevée. Après cela, l'impédance chute brusquement et le courant augmente rapidement même avec une légère augmentation de tension.

Si vous combinez les formules, vous obtenez l'expression suivante :

Rr = (Uo - Us) / Io, Ohm

Cela tient compte du fait que l'intensité du courant circulant dans le circuit série de la section de circuit est la même en tout point, c'est-à-dire Io = Ir = Is. Cette expression convient également pour connecter des LED en série, car elle n'utilise également qu'une seule résistance pour l'ensemble du circuit.

Ainsi, pour trouver la résistance recherchée, il reste à connaître la valeur de Nous. La valeur de la chute de tension aux bornes de la LED est une valeur de référence et elle a la sienne pour chaque élément radio. Pour obtenir des données, vous devrez utiliser la fiche technique sur l'appareil. La fiche technique est un ensemble de fiches d'informations contenant des informations complètes sur les paramètres, les modes de fonctionnement, ainsi que les schémas de commutation d'éléments radio. Produit par le fabricant du produit.

circuit parallèle

Avec une connexion parallèle, les éléments radio se contactent en deux points - nœuds. Pour ce type de circuit, deux règles sont vraies : l'intensité du courant entrant dans le nœud est égale à la somme des intensités des courants émanant du nœud, et la différence de potentiel en tous les points des nœuds est la même. Sur la base de ces définitions, nous pouvons conclure que dans le cas d'une connexion parallèle de LED, la résistance requise, située au début du nœud, est trouvée par la formule : Rr = Uo / Is1 + In, Ohm, où :

• Uo est la différence de potentiel appliquée aux nœuds.
• Is1 est le courant traversant la première LED.
• In est le courant traversant la nième LED.

Mais un tel circuit avec une résistance commune située devant la connexion parallèle des LED n'est pas utilisé. Cela est dû au fait qu'en cas de panne d'un émetteur, conformément à la loi, le courant entrant dans le nœud restera inchangé. Et cela signifie qu'il sera réparti entre les éléments de travail restants et en même temps plus de courant les traversera. En conséquence, une réaction en chaîne se produira et tous les émetteurs à semi-conducteur finiront par s'éteindre.

Par conséquent, il sera correct d'utiliser votre propre résistance pour chaque branche parallèle avec sa propre LED et de calculer la résistance de la LED séparément pour chaque bras. Cette approche est également avantageuse en ce que des radioéléments de caractéristiques différentes peuvent être utilisés dans le circuit.

Le calcul de la résistance de chaque bras est similaire à une seule inclusion : Rn = (Uo - Us) / In, Ohm, où :

• Rn est la résistance souhaitée de la n-ième branche.
• Uo - Us - différence de chute de tension.
• In - courant à travers la n-ième LED.

Exemple de calcul

Admet schéma de câblage l'alimentation est fournie à partir d'une source de tension constante égale à 32 volts. Dans ce circuit, il y a deux LED de marque connectées en parallèle l'une à l'autre : Cree C503B-RAS et Cree XM-L T6. Pour calculer l'impédance requise, vous devrez trouver dans la fiche technique la chute de tension typique à travers ces LED. Ainsi, pour le premier, c'est 2,1 V à un courant de 0,2, et pour le second, c'est 2,9 V à la même intensité de courant.

En substituant ces valeurs dans la formule d'un circuit en série, vous obtenez le résultat suivant :

• R1 \u003d (U0-Us1) / I \u003d (32-2,1) / 0,2 \u003d 21,5 ohms.
• R2 \u003d (U0-Us2) / I \u003d (32-2,9) / 0,2 \u003d 17,5 ohms.

Les valeurs les plus proches sont sélectionnées dans la série standard. Ils seront : R1 = 22 ohms et R2 = 18 ohms. Si vous le souhaitez, vous pouvez également calculer la puissance dissipée par les résistances à l'aide de la formule : P \u003d I * I * U. Pour les résistances trouvées, ce sera P \u003d 0,001 W.

Calculatrices en ligne basées sur un navigateur

À en grand nombre Les LED dans le circuit pour calculer la résistance de chacune sont un processus assez fastidieux, d'autant plus qu'une erreur peut être commise dans ce cas. Par conséquent, il est plus facile d'utiliser des calculatrices en ligne pour les calculs.

Il s'agit d'un programme écrit pour s'exécuter dans un navigateur. Sur Internet, vous pouvez trouver de nombreux calculateurs de ce type pour les LED. mais le principe de fonctionnement est le même. Vous devrez saisir des données de référence dans les formulaires proposés, sélectionner un schéma de raccordement et cliquer sur le bouton "Résultat" ou "Calcul". Après cela, il ne reste plus qu'à attendre une réponse.

En le recalculant manuellement, vous pouvez le vérifier, mais cela n'aura pas beaucoup d'intérêt, car les programmes utilisent des formules similaires lors du calcul.