Jump to content

mao-sin

Members
  • Posts

    7241
  • Joined

  • Last visited

About mao-sin

  • Birthday 05/13/1970

Информация

  • Пол
    Мужчина
  • Интересы
    Электроника, программирование, музыка.
  • Город
    п.г.т.Екатериновка Саратовской обл.

Recent Profile Visitors

50017 profile views

mao-sin's Achievements

Mentor

Mentor (12/14)

  • Audio Fan Rare
  • Collaborator
  • Posting Machine Rare
  • One Month Later
  • One Year In

Recent Badges

74

Reputation

  1. Как следует из названия - это в первую очередь диод, то есть прибор с односторонней проводимостью. Это отражено и в его УГО (Условном Графическом Обозначении), то есть значке, которым его изображают на принципиальных схемах. Он такой же, как и у диода, только в кружочке и дополненный стрелочками, изображающими излучение. Но никакого "плюса" и "минуса", как часто говорят, у него нет. А есть "анод" и "катод". Любой диод проводит ток в направлении от анода к катоду. Другими словами, чтобы светодиод засветился, нужно подать на анод плюс источника питания, ну а на катод - минус. Но светодиод в корне отличается от лампы накаливания тем, что для его питания главное не напряжение, а ток, через него протекающий. Как и у любой другой детали, у него существуют предельно допустимые электрические параметры. И главный из них - именно максимально допустимый ток. Для большинства светодиодов (не сверхъярких) он равен 20 мА, из такой величины и следует исходить при подключении светодиода неизвестного типа. Кроме этого, есть максимально допустимое обратное напряжение, которое превышать тоже нельзя. Казалось бы, самая естесственная схема включения светодиода - такая. Именно так подключены светодиоды в китайских фонариках и брелоках: три пуговичных батарейки и синий или белый светодиод. Но сколько он проработает в таком включении? Очень недолго. Ведь главный предельно допустимый параметр - ток - здесь ограничен только внутренним сопротивлением применённых батареек. Они просто не в состоянии выдать ток, способный моментально сжечь светодиод. Хотя, кроме перегорания, есть ещё одно неприятное свойство светодиодов, свойственное белым и синим (а также сверхъярким любого цвета) светодиодам: деградация кристалла и люминофора. Проявляется она в сильном снижении яркости свечения (при том же токе). Причём, если при номинальном рабочем токе, заявленном производителем, яркость ощутимо упадёт примерно через год непрерывной работы, и даже более, то при повышенном токе достаточно и четверти часа. Поэтому не будем уподобляться неизвестным китайским ремесленникам и научимся правильно питать светодиоды. Кроме источника питания и светодиода нам будет необходим ограничитель тока. В простейшем случае - обыкновенный резистор. Как его рассчитать? Да очень просто. У каждого светодиода есть прямое падение напряжения при рабочем токе, для светодиодов одного цвета оно примерно одинаково: для красных 1,8...2В, жёлтых и зелёных 2...2,4В, синих и белых 3...3,6В. Это данные ориентировочные, лучше посмотреть по справочнику (даташиту) для конкретных светодиодов. Допустим, у нас есть зелёный светодиод и источник тока напряжением 3В. Почему именно столько? Да просто оно удобное: две пальчиковых батарейки. От одной батарейки светодиод не загорится: не хватит напряжения, а двух уже хватит. Пусть на нём падает 2 вольты и рабочий ток равен 20 мА. Тогда на нашем резисторе погасится 3В - 2В = 1В, и согласно закону Ома (R = U/I) нужное сопротивление резистора будет 50 Ом. Поскольку такого сопротивления в стандартном ряду нет, берём ближайший в сторону увеличения - 51 Ом. Просто, правда? Почему берём ближайший номинал именно в сторону увеличеничя? Да чтобы даже при небольшой ошибке в расчётах ток светодиода не превысил максимально допустимого. Но чтобы уж совсем быть уверенным, что наш светодиод будет работать долго, лучше при расчётах задаться током не максимальным для данного светодиода, а немного меньшим. Например, 15 мА вместо максимальных 20 мА. Не бойтесь, что он будет светить намного слабее: наш глаз устроен так, что видимая яркость светодиода снизится в два раза только при уменьшении тока примерно в пять раз! Аналогичной зависимости (которая носит название закона Вебера-Фехнера) подчиняются и все остальные наши органы чувств. Благодаря ей свечение сверхъяркого светодиода мы видим при токе в несколько микроампер, хотя реальная яркость (которую покажет измерительный прибор) в тысячи раз меньше рабочей. С одиночным светодиодом разобрались. А как быть, если их несколько? Лампочки соединяют параллельно. Светодиоды так соединять нельзя! Хотя китайцы в фонариках так и делают. Немного спасёт дело общий ограничительный резистор, но это тоже неверное решение. Дело в том, что существует технологический разброс прямого падения напряжения на светодиодах, и даже если их брать из одной партии (произведённых одновременно в одном технологическом цикле), он всё равно есть. В итоге у параллельно соединённых светодиодов будет разный ток. И тот, у которого он окажется больше всех, и превысит максимально допустимый, выйдет из строя раньше. Затем - следующий, но уже быстрее (т.к. ток распределится по оставшимся светодиодам и будет больше, чем раньше). И так запустится "цепная реакция" перегорания светодиодов, которую нередко можно наблюдать в дешёвых китайских фонариках, стОит только поставить туда батарейки помощнее Поскольку для питания светодиодов важнее обеспечить правильный ток, то и соединять их нужно последовательно. Но как быть, если напряжения источника питания не хватает даже для двух последовательно соединённых светодиодов? Тогда на каждый светодиод нужно ставить свой ограничительный резистор. Последовательное соединение светодиодов предпочтительнее ещё и с точки зрения экономного расходования источника питания: вся последовательная цепочка потребляет тока ровно столько, сколько и один светодиод. А при параллельном их соединении ток во столько раз больше, сколько параллельных светодиодов у нас стоИт. Рассчитать ограничительны резистор для последовательно соединённых светодиодов так же просто, как и для одиночного. Просто суммируем напряжение всех светодиодов, отнимаем от напряжения источника питания получившуюся сумму (это будет падение напряжения на резисторе) и делим на ток светодиодов (обычно 15 - 20 мА). Всё! А если светодиодов у нас много, несколько десятков, а источник питания не позволяет соединить их все последовательно (не хватит напряжения)? Тогда определяем исходя из напряжения источника питания, сколько максимально светодиодов мы можем соединить последовательно. Например для 12 вольт - это 5 двухвольтовых светодиодов. Почему не 6? Но ведь на ограничительном резисторе тоже должно что-то падать! Вот оставшиеся 2 вольты (12 - 5х2) и берём для расчёта. Для тока 15 мА сопротивление будет 2/0.015 = 133 Ома. Ближайшее стандартное - 150 Ом. А вот таких цепочек из пяти светодиодов и резистора каждая, мы уже можем подключить сколько угодно! Такой способ называется параллельно-последовательным соединением.
×
×
  • Create New...