Unitas.ru

Сантехника водопровод
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет сопротивления резистора для светодиодов

Расчет сопротивления резистора для светодиодов

Конструкция светодиода

Светодиод – это полупроводниковый элемент, который применяется для освещения. Применяется в фонарях, лампах, светильниках и других осветительных приборах. Принцип его работы заключается в том, что при протекании тока через светоизлучающий диод происходит высвобождение фотонов с поверхности материала полупроводника, и диод начинает светиться.

Два основных принципа о том как можно подключить светодиод к 12 вольтам или понизить напряжение на нагрузке

Прежде, чем перейти к конкретным схемам и их описаниям, хотелось бы сказать о двух принципиально разных, но возможных вариантах подключения светодиода к 12 вольтовой сети.

Первый, это когда напряжение падает за счет того, что последовательно светодиоду подключается дополнительное сопротивление потребителя, в качестве которого выступает микросхема-стабилизатор напряжения. В этом случае определенная часть напряжения теряется в микросхеме, превращаясь в тепло. А значит вторая, оставшаяся, достается непосредственно нашему потребителю — светодиоду. Из-за этого он и не сгорает, так как не все суммарное напряжение проходит через него, а только часть. Плюсом применения микросхемы является тот факт, что она способна в автоматическом режиме поддерживать заданное напряжение. Однако есть и минусы. У вас не получиться снизить напряжение ниже уровня, на которое она рассчитана. Второе. Так как микросхема обладает определенным КПД, то падение относительно входа и выхода будет отличаться на 1-1,5 вольта в меньшую сторону. Также для применения микросхемы вам необходимо будет применить хороший рассеивающий радиатор, установленный на ней. Ведь по сути тепло выделяемое от микросхемы, это и есть невостребованные нами потери. То есть то, что мы отсекли от большего потенциала, чтобы получить меньший.

Второй вариант питания светодиода, когда напряжение ограничивается за счет резистора. Это сродни тому, если бы большую водопроводную трубы взяли бы и сузили. При этом поток (расход и давление) снизились бы в разы. В этом случае до светодиода доходит лишь часть напряжения. А значит, он также может работать без опасности быть сожженным. Минусом применения резистора будет то, что он также имеет свой КПД, то есть также тратит невостребованное напряжение в тепло. В этом случае бывает трудно установить резистор на радиатор. В итоге, он не всегда подойдет для включения в цепь. Также минусом будет являться и то обстоятельство, что резистор не поддерживает автоматического удержания напряжение в заданном пределе. При падении напряжения в общей цепи, он подаст настолько же меньшее напряжение и на светодиод. Соответственно обратная ситуация произойдет при повышении напряжения в общей цепи.

Читайте так же:
Смотровая яма освещение розетки

Конечно, тот и другой вариант не идеальны, так при работе от портативных источников энергии каждый из них будет тратить часть полезной энергии на тепло. А это актуально! Но что сделать, таков уж принцип их работы. В этом случае источник питания будет тратить часть своей энергии не на полезное действие, а на тепло. Здесь панацеей является использование широтно-импульсной модуляции, но это значительно усложняет схему… Поэтому мы все же остановимся на первых двух вариантах, которые и рассмотрим на практике.

Рассмотрим типы светодиодов

Чтобы рассчитать, какой ток или сколько ампер будет потреблять диодная лента, необходимо в первую очередь знать тип ее чипа. На сегодняшний день чипы различаются по мощности. Рассмотрим наиболее популярные модели чипов:

  • 3528. Это самая первая продукция, появившаяся на рынке. Они не такие мощные, как более поздние модели, но при этом экономные;

Внешний вид диодного чипа 3528

Диодный чип 3528

  • 5050. Это чипы уже нового поколения. Для них характерна большая мощность. Лента содержит в своем составе меньше светодиодов в одном метре.

Внешний вид диодного чипа 5050

Диодный чип 5050

Какой ток будет потреблять led-лента зависит в первую очередь не столько от вида чипа, сколько от плотности расположения светодиодов на изделии на 1 м ее длины. Для того чтобы выяснить, сколько диодов расположено в 1 м нужно знать тип чипа, марку led, а также иметь под рукой следующую таблицу. Данные приведены для изделий на 12 вольт.

Обратите внимание! Количество потребляемого тока для 1 м продукции должно быть указано в сопроводительной ее документации. Но если ее нет, можно воспользоваться нижеприведенной таблицей или разыскать более расширенный вариант, где учитывают и редко встречаемые модели.

Таблица сравнения лент на разных чипах

Количество диодов в одном метре

Читайте так же:
D36561 уменьшить ток подсветки

Как видим из таблицы, в 1 м изделия с чипом 3528 могут быть размещено 30, 60 или 90, и 120 диодов. Встречаются даже модели на 12 вольт, где в установлены 240 штук светодиодов. Наиболее часто встречаются изделия 3528 на 12 вольт с 60 диодами в одном метре длины.
Диодная лента с чипами 5050 имеет четыре разновидности, которые делятся в зависимости от количества светодиодов в 1 м. В таблице приведены значения того, какой ток будет потреблять осветительное изделие при размещении в 1 м 30 или 60 диодов. Такие осветительные приборы применяются для подсветки домашних помещению Но есть еще модели, имеющие в 1 м 72 и 120 штук. С их помощью подсвечивают витрины магазинов, рекламные щиты и здания.

Здания со светодиодной наружной подсветкой

Наружная подсветка зданий

Кроме этого в таблице приведен такой важный параметр, как потребляемый ток (ампер) для различной длины (1,2,3,4 и 5 метров). Для приборов с длиной в 5 м данный показатель составит один ампер. Это таблицей очень удобно пользоваться, когда подсветка имеет точное количество метров (например, 4 или 5 метров). В таком случае расчет такого параметра, как потребляемый ток будет достаточно простым.

Светодиод без резистора

Для начала рассмотрим, что произойдет, если мы подключим светодиод к источнику питания без резистора ограничивающего ток. В качестве примера мы будем использовать источник питания с напряжением 5В.

В этом случае, в соответствии со вторым законом Кирхгофа:

сумма падений напряжения в замкнутом контуре равна нулю

Получается, что все напряжение питания сосредоточено на нашем светодиоде:

Что означает появление напряжения 5В на нашем светодиоде? Давайте посмотрим на график зависимости тока светодиода от напряжения в прямом направлении:

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-4

То есть, при превышении 2,05 вольт, ток будет расти очень быстро, достигнув высокого значения.

Читайте так же:
Схема установки проходного выключателя света

В нашем случае, питание светодиода без ограничительного резистора приведет к генерации тока большего, чем допустимо (30 мА), что в свою очередь произойдет его повреждение.

Здесь следует добавить, что причиной, разрушающим светодиод является не ток как таковой, а выделяемая мощность в виде тепла.

Светодиодная лента RGB, фото

Чтобы рассчитать мощность светодиодной ленты, необходимо метраж умножить на мощность 1 метра ленты.

Для примера расчета, возьмем 14,5 метров ленты типа SDM 3528, с потребляемой мощностью одного метра ленты — 4,8 Вт/м.

Тогда, мощность светодиодной ленты будет равна: 4,8 Вт/м * 14,5 м = 69,6 Вт

Как рассчитать мощность блока питания для светодиодной ленты?

Зная потребляемую мощность светодиодной ленты можно легко подобрать к ней блок питания. Стоит отметить, что выбирать его следует с запасом мощности.

Рекомендуемый коэффициент запаса мощности — 1.3, что составляет 30%. А в некоторых случаях, рекомендуется подбирать блок питания с большим запасом — 1,5 (50%).

Запас необходим для того, чтобы конструкция не вышла из строя в результате дополнительных нагрузок (перепады напряжения в электросети) и воздействия внешних факторов (окружающая температура).

Итак, рассчитав потребляемую мощность ленты для 14,5 метров, необходимо умножить на коэффициент запаса мощности 1,3 или 1,5.

Тогда, мощность блока питания для 14,5 метров светодиодной ленты составит = 69,6 Вт * 1,3 = 90,48 Вт.

Отметим, что округлять необходимо в большую сторону и приобретать ближайший по мощности, например, 100 Вт. Не забудьте про вольтаж — 5, 12, 24 или 36 Вольт.

При выборе источника питания для светодиодной ленты также стоит учесть условия эксплуатации, например, повышенная влажность. Герметичный корпус будет не лишним, если вы обустраиваете светодиодное освещение, например, в ванной комнате.

Пример применения схемы делителя тока: электрическая измерительная схема

Цепи делителей тока также находят применение в измерительных схемах, где требуется, чтобы часть измеряемого тока проходила через чувствительный прибор. Используя формулу делителя тока, можно подобрать подходящий шунтирующий резистор таким образом, чтобы через измерительный прибор всегда проходила точно заданная доля общего тока:

Читайте так же:
Накладки под выключатель с подсветкой

Рисунок 7 Измерительная схема Рисунок 7 – Измерительная схема

Расчёт для трансформатора

Чтобы устройство работало правильно и не создавало впоследствии проблем, нужно еще до того, как начать монтаж подсветки потолка светодиодной лентой, рассчитать мощность приобретаемого трансформатора. Сделать это несложно.

Как пример, можно рассмотреть вариант изделия с маркировкой 3528 и плотностью размещения 60 штук на один метр. Количество потребляемой энергии составляет 4,78 ватт на один метр. Мощность преобразователя должна быть не меньше, чем потребляют чипы.

Если общая длина отрезка составит, к примеру, 5 метров, то вместе они будут потреблять 24 ватта энергии. Значит, конвертер должен выдавать не менее 24 ватт. Но, это не единственные параметры, которые нужно учесть. Обязательно нужен запас энергии в 20%. Значит, нужен преобразователь, который будет давать 24+20% энергии. Итоговое значение составляет 28,8 Вт, следовательно, он должен быть мощнее, чем указанная цифра.

Выбирать предстоит такой конвертер, который максимально будет соответствовать указанным требованиям по выдаваемым ваттам энергии и вольтажу.

  • Цель – организовать подсветку потолка в ванной.
  • Ширина и длина комнаты – 1,7х1,5 м.

Периметр потолка составит 1,7 · 2 + 1,5 · 2 = 6,4 м. Значит, необходима светодиодная лента длиной 6,4 м и защитой IP65, поскольку изделие будет эксплуатироваться в условиях повышенной влажности. Подойдет RTW 2-5000SE 24V Warm с мощностью 4,8 Вт/м и напряжением 24 В. Для рассматриваемого примера общая мощность всей ленты составит:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector