Işık yayan diyotlar bir dizi operasyonel parametreyle karakterize edilir:

• Nominal (çalışma) akımı – I n;
• anma akımında voltaj düşüşü – U n;
• maksimum güç dağıtımı – P maks;
• izin verilen maksimum ters gerilim – U arr.

Bu parametrelerden en önemlisi çalışma akımı.

Nominal çalışma akımı LED'den aktığında, nominal ışık akısı, çalışma voltajı ve nominal güç dağıtımı otomatik olarak ayarlanır. LED çalışma modunu ayarlamak için LED'in nominal akımını ayarlamak yeterlidir.

Teorik olarak LED'lerin kaynaklara bağlanması gerekir doğru akım. Ancak pratikte LED'ler sabit voltaj kaynaklarına bağlanır: piller, redresörlü transformatörler veya elektronik dönüştürücüler voltaj (sürücüler).

LED'in çalışma modunu ayarlamak için en basit çözüm kullanılır - LED'e seri olarak bir akım sınırlayıcı direnç bağlanır. Bunlara sönümleme veya balast dirençleri de denir.

Bir LED'in direnç direncinin nasıl hesaplanacağına bakalım.

LED direncinin hesaplanması (formüller kullanılarak)

Hesaplarken iki miktar hesaplanır:

• Direncin direnci (değeri);
• onun tarafından harcanan güç P.

LED'lere güç veren voltaj kaynakları farklı çıkış voltajı. Bir LED için direnç seçmek amacıyla kaynak voltajını (U kaynağı), diyot üzerindeki çalışma voltajı düşüşünü ve nominal akımını bilmeniz gerekir. Hesaplama formülü aşağıdaki gibidir:

R = (U kaynağı - U n) / I n

LED üzerindeki nominal gerilim düşüşünü kaynak geriliminden çıkardığımızda direnç üzerindeki gerilim düşüşünü elde ederiz. Ortaya çıkan değeri akıma bölerek Ohm yasasına göre akım sınırlayıcı direncin değerini elde ederiz. Volt cinsinden ifade edilen voltajı, amper cinsinden akımı değiştiririz ve ohm cinsinden ifade edilen nominal değeri elde ederiz.

Sönümleme direnci tarafından harcanan elektrik gücü aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:

P = (ben n) 2 ⋅R

Elde edilen değere göre balast direncinin gücü seçilir. Cihazın güvenilir çalışması için hesaplanan değerden yüksek olması gerekir. Bir hesaplama örneğine bakalım.

12 V LED için direnç hesaplama örneği

12V DC voltaj kaynağından beslenen bir LED'in direncini hesaplayalım.

Diyelim ki elimizde 150mA çalışma akımına ve 3,2V voltaj düşüşüne sahip popüler bir süper parlak SMD 2835 (2,8mm x 3,5mm) var. SMD 2835 0,5 watt elektrik gücüne sahiptir. Orijinal değerleri formülde yerine koyalım.

R = (12 - 3,2) / 0,15 ≈ 60

60 Ohm dirençli bir söndürme direncinin uygun olduğunu bulduk. Standart E24 serisinden en yakın değer 62 ohm'dur. Böylece seçmiş olduğumuz LED için 62 Ohm dirençli bir balast kullanabiliriz.

Şimdi dirençteki güç kaybını hesaplayalım.

P = (0,15) 2 ⋅ 62 ≈ 1,4

Seçtiğimiz dirençte neredeyse bir buçuk watt elektrik gücü dağılacak. Bu, amaçlarımız için izin verilen maksimum güç kaybı 2W olan bir direnç kullanabileceğimiz anlamına gelir.

Geriye kalan tek şey uygun değerde bir direnç satın almak. Parçaların lehiminin çıkarılabileceği eski panolarınız varsa, renk işaretine göre bir direnç seçebilirsiniz. Aşağıdaki formu kullanın.

Bir notta! Yukarıdaki örnekte akım sınırlama direnci LED'in neredeyse üç katı kadar enerji tüketiyor. Bu, LED'in ışık verimliliği dikkate alındığında tasarımımızın verimliliğinin %25'ten az olduğu anlamına gelir.

Enerji kayıplarını azaltmak için daha düşük voltajlı bir kaynak kullanmak daha iyidir. Örneğin, güç kaynağı olarak bir AC/AC 12/5 volt DC/DC dönüştürücü kullanabilirsiniz. Dönüştürücünün verimliliği dikkate alınsa bile kayıplar önemli ölçüde daha az olacaktır.

Paralel bağlantı

Çoğu zaman birkaç diyotu tek bir kaynağa bağlamak gerekir. Teorik olarak, birkaç paralel bağlı LED'e güç sağlamak için bir akım sınırlayıcı direnç kullanılabilir. Bu durumda formüller şöyle görünecektir:

R = (U kaynağı - U n) / (n ⋅ ben n)

P = (n ⋅ ben n) 2 ⋅ R

NeredeN– paralel bağlanan LED'lerin sayısı.

Neden birkaç paralel diyot için bir direnç kullanmıyorsunuz?

"Çin" ürünlerinde bile üreticiler her LED için ayrı bir akım sınırlayıcı direnç takıyorlar. Gerçek şu ki, birkaç LED için ortak bir balast olması durumunda, ışık yayan diyotların arızalanma olasılığı kat kat artmaktadır.

Yarı iletkenlerden biri bozulursa akımı kalan LED'ler aracılığıyla yeniden dağıtılacaktır. Üzerlerine dağılan güç artacak ve yoğun bir şekilde ısınmaya başlayacaklardır. Aşırı ısınmadan dolayı bir sonraki diyot arızalanacak ve süreç çığ benzeri bir karaktere bürünecektir.

Tavsiye. Herhangi bir nedenle bir sönümleme direnciyle yetinmek zorunda kalırsanız değerini %20-25 artırın. Bu, tasarımın daha fazla güvenilirliğini sağlayacaktır.

Dirençler olmadan yapmak mümkün mü?

Aslında bazı durumlarda akım sınırlayıcı direnç kullanmamak mümkündür. İncelediğimiz LED, doğrudan iki adet 1,5V pil ile çalıştırılabiliyor. Çalışma gerilimi 3,2V olduğundan üzerinden geçen akım anma değerinden düşük olacak ve balast gerektirmeyecektir. Elbette böyle bir güç kaynağıyla LED tam ışık akısını üretmeyecektir.

Bazen zincirlerde alternatif akım Akım sınırlayıcı elemanlar olarak dirençler yerine kapasitörler kullanılır (daha fazla bilgi). Bir örnek, kapasitörlerin "watt'sız" dirençler olduğu arkadan aydınlatmalı anahtarlardır.

LED'li devrelerde mutlaka sınırlama amacıyla kullanılırlar. Tükenmişliğe ve erken arızaya karşı koruma sağlarlar. LED elemanları. Asıl sorun, gerekli parametrelerin doğru seçilmesidir, bu nedenle LED'ler için direnç hesaplayıcısı uzmanlar arasında oldukça popülerdir. En doğru sonuçları elde etmek için, güç kaynağının voltajı, LED'in kendisinin ileri voltajı ve hesaplanan akımının yanı sıra bağlantı şeması ve eleman sayısı hakkındaki verilere ihtiyacınız olacaktır.

Akım sınırlayıcı dirençlerin direnci nasıl hesaplanır

En basit durumda, gerekli başlangıç ​​verileri eksik olduğunda, LED'lerin ileri voltajının değeri, ışımanın rengine göre yüksek doğrulukla belirlenebilir. Bu fiziksel olaya ilişkin tipik veriler bir tabloda özetlenmiştir.

Birçok LED'in akım değeri 20 mA'dir. Bu parametrenin 150 mA ve daha yüksek bir değere ulaşabileceği başka tipte elemanlar da vardır. Bu nedenle, nominal akımı doğru bir şekilde belirlemek için, veriler teknik özellikler NEDEN OLMUŞ. Gerekli bilgiler tamamen eksikse, elemanın anma akımı geleneksel olarak 10 mA ve ileri voltaj 1,5-2 volt olarak alınır.

Akım sınırlayıcı dirençlerin sayısı doğrudan yarı iletken elemanların bağlantı şemasına bağlıdır. Örneğin, kullanırsanız, tek bir dirençle tamamen idare edebilirsiniz, çünkü mevcut güç tüm noktalarda aynı olacaktır.

Paralel bağlantı durumunda artık bir söndürme direnci yeterli olmayacaktır. Bunun nedeni LED'lerin özelliklerinin bire bir aynı olamamasıdır. Hepsinin kendi dirençleri ve aynı farklı akım tüketimi var. Yani minimum dirence sahip bir eleman daha fazla akım tüketir ve zamanından önce arızalanabilir.

Bu nedenle paralel bağlananlardan en az bir LED'in arızalanması durumunda bu durum yüksek voltaj geri kalan elemanların tasarlanmadığı. Sonuç olarak onlar da çalışmayı bırakacaklar. Bu nedenle paralel bağlantıda her LED'in kendi direnci bulunur.

Tüm bu özellikler çevrimiçi hesap makinesinde dikkate alınır. Hesaplamalar, direncin belirlenmesine yönelik formüle dayanmaktadır: R = Uquenching/ILED. Buna karşılık, Uquenching = Upower - ULED.

Günümüzde LED'ler insan faaliyetinin neredeyse tüm alanlarında uygulama alanı bulmuştur. Ancak buna rağmen çoğu sıradan tüketici için LED'leri çalıştırırken neden ve hangi yasaların geçerli olduğu tamamen belirsizdir. Böyle bir kişi, bu tür cihazları kullanarak aydınlatmayı düzenlemek isterse, birçok sorudan ve sorunlara çözüm aramaktan kaçınılamaz. Ve asıl soru şu olacak: "Bu dirençler ne tür bir şey ve LED'lerin neden bunlara ihtiyacı var?"

Direnç nedir ve amacı nedir?

Bir direnç bileşenlerden biri elektrik ağı pasifliği ve en iyi ihtimalle elektrik akımına karşı direnci ile karakterize edilir. Yani böyle bir cihaz için Ohm kanununun her an geçerli olması gerekir.

Cihazların temel amacı güçlü bir şekilde direnme yeteneğidir. elektrik akımı. Bu kalite sayesinde dirençler yaygın olarak kullanılmaktadır gerekirse cihazlar yapay aydınlatma LED'lerin kullanımı da dahil.

LED aydınlatma cihazlarında direnç kullanmak neden gereklidir?

Çoğu tüketici, sıradan bir akkor ampulün herhangi bir güç kaynağına doğrudan bağlandığında ışık ürettiğini biliyor. Ampul uzun süre çalışabilir ve yalnızca besleme nedeniyle çok fazla olduğunda yanar. yüksek voltaj Filament aşırı ısınıyor. Bu durumda ampul bir şekilde direnç işlevini yerine getirir, çünkü elektrik akımının içinden geçişi zordur, ancak uygulanan voltaj ne kadar yüksek olursa akımın ampulün direncini aşması o kadar kolay olur. ampul. Elbette LED gibi karmaşık bir yarı iletken parçayı ve sıradan bir akkor ampulü aynı seviyeye koymak imkansızdır.

LED'in olduğunu bilmek önemlidir. bu bir elektrikli cihazdır, çalışması için tercih edilenin akım gücünün değil, ağda mevcut voltajın olduğu. Örneğin, böyle bir cihaz için 1,8 V'luk bir voltaj seçilirse ve ona 2 V gelirse, büyük olasılıkla yanacaktır - eğer voltaj zamanla cihazın gerektirdiği seviyeye düşürülmezse. Tam olarak bu amaç için, kullanılan güç kaynağının, sağladığı voltajın cihaza zarar vermemesi için dengelendiği bir direnç gereklidir.

Bu bakımdan son derece önemlidir:

• ne tür bir direncin gerekli olduğuna karar verin;
• hesaplama gerektiren belirli bir cihaz için ayrı bir direnç kullanma ihtiyacını belirlemek;
• ışık kaynaklarının bağlantı türünü dikkate alın;
• Aydınlatma sisteminde planlanan LED sayısı.

Video: Dirençlere neden ihtiyaç duyulur?

Bağlantı şemaları

LED'lerin sıralı düzenlenmesiyle, birbiri ardına yerleştirildiklerinde, direncini doğru bir şekilde hesaplayabiliyorsanız, genellikle bir direnç yeterlidir. Bu şu şekilde açıklanmaktadır: elektrik devresinde aynı akım var, elektrikli cihazların kurulduğu her yerde.

Ancak paralel bağlantı durumunda her LED'in kendi direnci olması gerekir. Bu gereksinimi ihmal edersek, tüm voltajın "sınırlayıcı" LED olarak adlandırılan, yani en düşük voltaja ihtiyaç duyan bir LED tarafından çekilmesi gerekecektir. O çok çabuk başarısız olacak Bu durumda devredeki bir sonraki cihaza voltaj uygulanacak ve bu cihaz da aynı şekilde aniden yanacaktır. Bu durum kabul edilemez; bu nedenle, herhangi bir sayıda LED'in paralel bağlanması durumunda, özellikleri hesaplamayla seçilen aynı sayıda direncin kullanılması gerekir.

Video: LED'lerin paralel bağlantısı

LED'ler için dirençlerin hesaplanması

Sürecin fiziğinin doğru anlaşılmasıyla, bu cihazların direncini ve gücünü hesaplamak, sıradan bir insanın baş edemeyeceği imkansız bir görev olarak adlandırılamaz. Gerekli direnç direncini hesaplamak için aşağıdaki noktalar dikkate alınmalıdır:

Video: LED için direnç seçimi

Özel bir hesap makinesi kullanarak dirençlerin hesaplanması

Genellikle herhangi bir LED için gerekli olan bu tür cihazların direncinin hesaplanması, bu amaç için özel olarak tasarlanmış hesap makineleri kullanılarak gerçekleştirilir. Kullanışlı ve yüksek verimli olan bu tür hesap makinelerinin bir yerden indirilip kurulmasına gerek yoktur - bir direnci çevrimiçi olarak hesaplamak oldukça mümkündür.

Direnç hesaplayıcı yüksek hassasiyet sağlar LED devresine takılan direncin gerekli gücünü ve direnç değerini belirleyin.

Gerekli direnci hesaplamak için çevrimiçi hesap makinesinin uygun satırlarına aşağıdakileri girmeniz gerekir:

• LED besleme voltajı;
• Nominal gerilim NEDEN OLMUŞ;
• Anma akımı.

Daha sonra, kullanılan bağlantı şemasını ve gerekli sayıda LED'i seçmeniz gerekir.

İlgili düğmeye bastıktan sonra hesaplama gerçekleştirilir ve Alınan hesaplanan veriler monitör ekranında görüntülenir Daha sonra yapay LED aydınlatmayı çok fazla zorlanmadan düzenleyebileceğiniz yardımıyla.

Ayrıca çevrimiçi hesap makinelerinin LED'ler ve parametreleri hakkında veriler içeren belirli bir veritabanı vardır. Hesaplama olasılığı sunulmuştur:

• cihaz derecelendirmesi;
• renk işaretlemesi;
• devre tarafından tüketilen akım;
• dağılmış güç.

Elektrik mühendisliği ve fizik konusunda bilgili olmayan bir kişi çoğu durumda LED cihazlarını bağımsız olarak hesaplayamayacaktır. Bu nedenle, işlevsel ve kullanışlı bir çevrimiçi hesap makinesi kullanarak hesaplamalar yapmak - sıradan insanlar için paha biçilmez yardım Fiziksel formülleri kullanarak hesaplama yöntemlerini bilmeyenler.

En tanınmış LED ve şerit üreticileri, resmi web sitelerinde kendi temellerine göre oluşturulmuştur Ayrıca kendi çevrimiçi hesap makinelerini de yayınlıyorlar yardımıyla sadece gerekli dirençleri ve LED'leri seçemezsiniz, aynı zamanda çeşitli çalışma modlarında kullanılan mevcut cihazların parametrelerini değişken akım, sıcaklık, uygulanan voltaj vb. değerlerle hesaplayabilirsiniz.

Sıradan bir küçük LED, içinde bir katot ve bir anot bulunan iletken ayaklar üzerinde plastik bir mercek konisine benzer. Diyagramda LED, yayılan ışığın oklarla gösterildiği normal bir diyot olarak gösterilmiştir. Böylece LED, elektronlar katottan anoda hareket ettiğinde ışık üretmeye yarar; görünür ışık yayılır.

LED'in icadı, tüm ışığı üretmek için akkor lambaların kullanıldığı uzak 1970'lere kadar uzanıyor. Ancak bugün, yani 21. yüzyılın başında LED'ler nihayet en verimli elektrik ışık kaynaklarının yerini aldı.

LED'in "artı"sı nerede ve "eksi"si nerede?

Bir LED'i güç kaynağına doğru şekilde bağlamak için öncelikle polariteyi gözlemlemelisiniz. LED'in anodu güç kaynağının artı "+" ucuna, katodu ise eksi "-" ucuna bağlanır. Eksiye bağlı katotun kısa bir ucu vardır, buna göre anotun güç kaynağının artı "+" ucuna kadar uzun bir ucu - LED'in uzun ayağı - vardır.

LED'in içine bir bakın: büyük elektrot katottur, eksidir, bacağın ucuna benzeyen küçük elektrot ise artıdır. Katodun yanında LED merceğin düz bir kesimi vardır.

Havyayı uzun süre bacağınızda tutmayın

LED'in kabloları dikkatli ve hızlı bir şekilde lehimlenmelidir, çünkü yarı iletken bağlantı noktası aşırı ısıdan çok korkar, bu nedenle havyanın ucuna ucu lehim ayağına olacak şekilde kısaca dokunmanız ve ardından havyayı hareket ettirmeniz gerekir. taraf. Her ihtimale karşı, bacaktan ısının alınmasını sağlamak için lehimleme işlemi sırasında lehimlenmiş LED ayağını cımbızla tutmak daha iyidir.

Bir LED'i test ederken bir direnç gereklidir

En önemli şeye geliyoruz - bir LED'in güç kaynağına nasıl bağlanacağı. İsterseniz doğrudan aküye veya güç kaynağına bağlamamalısınız. Güç kaynağınız 12 volt ise, yedekleme için test edilen LED ile seri olarak 1 kOhm'luk bir direnç kullanın.

Polariteyi unutmayın - uzun uç pozitiftir, büyük iç elektrottan gelen uç ise negatiftir. Bir direnç kullanmazsanız, LED hızla yanacaktır; yanlışlıkla nominal voltajı aşarsanız, p-n bağlantısından büyük bir akım akacak ve LED neredeyse anında arızalanacaktır.

LED'ler çeşitli renklerde mevcuttur ancak ışığın rengi her zaman LED merceğin rengine göre belirlenmez. Beyaz, kırmızı, mavi, turuncu, yeşil veya sarı - mercek şeffaf olabilir, ancak açtığınızda kırmızı veya mavi olduğu ortaya çıkar. Mavi ve beyaz LED'ler en pahalıdır. Genel olarak, LED ışığının rengi öncelikle yarı iletkenin bileşiminden, ikincil bir faktör olarak da merceğin renginden etkilenir.

LED'in direnç değerini bulma

Direnç LED'e seri olarak bağlanır. Direncin işlevi akımı sınırlamak, LED'in nominal değerine yakın hale getirmek, böylece LED'in anında yanmasını önlemek ve normal şekilde çalışmasını sağlamaktır. nominal mod. Aşağıdaki başlangıç ​​verilerini dikkate alıyoruz:

Vps - güç kaynağı voltajı;

Vdf - normal modda LED boyunca ileri voltaj düşüşü;

If - normal aydınlatma modunda LED'in nominal akımı.

Şimdi, bulmadan önce, seri devredeki akımın her elemanda aynı olmak üzere sabit olacağını not ediyoruz: LED'den geçen If akımı, sınırlama direncinden geçen Ir akımına eşit olacaktır.

Bu nedenle Ir = If. Ama Ir = Ur/R – Ohm kanununa göre. A Ur = Vps-Vdf. Böylece, R = Ur/Ir = (Vps-Vdf)/If.

Yani, güç kaynağının voltajını, LED üzerindeki voltaj düşüşünü ve nominal akımını bilerek, uygun bir sınırlama direncini kolayca seçebilirsiniz.

Bulunan direnç değeri standart direnç değerleri aralığından seçilemiyorsa, biraz daha büyük bir değere sahip bir direnç alın, örneğin bulunan 460 Ohm yerine, bulunması her zaman kolay olan 470 Ohm'u alın. LED'in parlaklığı çok az azalacaktır.

Direnç seçimi örneği:

Diyelim ki 12 voltluk bir güç kaynağı ve normal şekilde yanması için 1,5 volt ve 10 mA'ya ihtiyaç duyan bir LED var. Bir söndürme direnci seçelim. Direnç 12-1,5 = 10,5 volt düşmelidir ve seri devredeki (güç kaynağı, direnç, LED) akım 10 mA olmalıdır, dolayısıyla Ohm Yasasına göre: R = U/I = 10,5/0,010 = 1050 Ohm. 1,1 kOhm'u seçin.

Direnç hangi güçte olmalıdır? R = 1100 Ohm ve akım 0,01 A ise Joule-Lenz yasasına göre direnç üzerinde her saniye Q = I*I*R = 0,11 J termal enerji açığa çıkacaktır, bu da 0,11 W'a eşdeğerdir. 0,125 W gücünde bir direnç yeterli olacaktır, hatta bir miktar rezerv bile olacaktır.

LED'lerin seri bağlantısı

Amacınız birkaç LED'i tek bir ışık kaynağına bağlamaksa, bağlantıyı seri olarak yapmak en iyisidir. Gereksiz enerji kayıplarını önlemek için her LED'in kendi direncine sahip olmaması için bu gereklidir. için en uygun seri bağlantı Aynı partiden aynı tipteki LED'ler.

Diyelim ki 12 voltluk bir güç kaynağına bağlanmak için her biri 0,02 A akıma sahip 8 adet 1,4 voltluk LED'i seri olarak bağlamanız gerekiyor. Açıkçası, toplam akım 0,02 A olacaktır, ancak toplam voltaj 11,2 volt olacaktır, bu nedenle 0,02 A akımda 0,8 voltun dirençte dağılması gerekir. R = U/I = 0,8/0,02 = 40 Ohm. Minimum güçte 43 ohm'luk bir direnç seçiyoruz.

LED zincirlerinin paralel bağlanması en iyi seçenek değil

Seçme şansınız varsa LED'leri paralel yerine seri olarak bağlamak en iyisidir. Birkaç LED'i ortak bir direnç üzerinden paralel bağlarsanız, LED'lerin parametrelerindeki değişiklik nedeniyle, her biri diğerleriyle eşit düzeyde olmayacak, bazıları daha parlak yanacak, daha fazla akım kabul edecek ve bazıları tam tersine daha sönük olacaktır. Sonuç olarak, kristalin hızlı bozulması nedeniyle LED'lerden biri daha erken yanacaktır. Her zincire kendi sınırlama direncini uygulamak için alternatif yoksa LED'leri paralel bağlamak daha iyidir.

Bir LED'in çalışması, üzerinden akım geçtiğinde ortaya çıkan ışık kuantumunun emisyonuna dayanır. Buna bağlı olarak elemanın parlaklığı değişir. Düşük akımda sönük bir şekilde parlıyor, ancak yüksek akımda parlıyor ve yanıyor. İçinden geçen akımı sınırlamanın en kolay yolu bir direnç kullanmaktır. Uygulamak doğru hesaplama Bir direnç takmak zor değildir, ancak bunun yalnızca akımı sınırladığı, ancak stabilize etmediği unutulmamalıdır.

Çalışma prensibi ve özellikleri

LED bir cihazdırışık yayma özelliğine sahip. Açık baskılı devre kartı ve diyagramlarda "ışık yayan diyot" anlamına gelen LED (Işık Yayan Diyot) Latin harfleriyle gösterilir. Fiziksel olarak bir yuvaya yerleştirilmiş bir kristaldir. Klasik olarak, bir tarafı yarım küre şeklinde bir mercek olan dışbükey yuvarlak bir şekle sahip, diğer tarafı düz bir tabana sahip olan ve uçların üzerinde yer aldığı bir silindir olarak kabul edilir.

Katı hal teknolojilerinin gelişmesi ve azaltılmasıyla teknolojik süreç Endüstri, yüzeye montaja yönelik SMD diyotları üretmeye başladı. Buna rağmen LED'in fiziksel çalışma prensibi değişmemiştir ve her cihaz tipi ve rengi için aynıdır.

Bir radyasyon cihazının üretim süreci aşağıdaki gibi açıklanabilir. İlk aşamada kristal büyütülür. Bu, yapay olarak yapılmış bir safirin, gazlı bir karışımla dolu bir odaya yerleştirilmesiyle gerçekleşir. Bu gaz doping katkı maddeleri ve bir yarı iletken içerir. Oda ısıtıldığında elde edilen madde plaka üzerine biriktirilir ve böyle bir katmanın kalınlığı birkaç mikronu geçmez. Püskürtme yöntemiyle biriktirme işlemi tamamlandıktan sonra, temas pedleri ve bu yapının tamamı yuvaya sığıyor.

Üretimin doğası gereği parametre ve özellik bakımından aynı LED'ler yoktur. Bu nedenle, üreticiler değer olarak benzer cihazları ayırmaya çalışsa da, genellikle bir partide renk sıcaklığı ve çalışma akımı açısından farklı ürünler bulunur.

Radyo elemanı cihazı

Işık yayan diyot veya LED diyot yarı iletken radyo elemanı işleyişi elektron-delik geçişinin özelliklerine dayanmaktadır. İçinden ileri yönde bir akım geçtiğinde, iki malzemenin arayüzünde görünür spektrumdaki radyasyonun eşlik ettiği rekombinasyon süreçleri meydana gelir.

Sektör çok uzun bir süre mavi LED üretemedi, bu nedenle beyaz ışık yayıcı elde etmek imkansızdı. Sadece 1990 yılında, Japon Nichia Chemical Industries şirketindeki araştırmacılar, mavi spektrumda ışık yayan bir kristal üretmek için bir teknoloji icat etti. Yeşil, kırmızı ve kırmızı renklerin karıştırılmasıyla buna otomatik olarak izin verilir. mavi renkli beyaz olsun.

Radyasyon süreci, elektron-delik geçiş bölgesindeki yüklerin yeniden birleşimi sırasında enerjinin salınmasına dayanır. İletkenlikleri farklı iki yarı iletken malzemenin temas etmesiyle oluşur. Enjeksiyon sonucunda azınlık yük taşıyıcılarının geçişi, bloke edici bir tabaka oluşur.

Malzemenin n-iletkenliği olan tarafında bir delik bariyeri, p-iletkenliği olan tarafında ise bir elektron bariyeri belirir. Bir denge var. İleriye doğru bir gerilim uygulandığında, her iki tarafta da yasak bölgeye büyük miktarda yük hareketi meydana gelir. Sonuç olarak çarpışırlar ve ışık emisyonu şeklinde enerji açığa çıkar.

Bu ışık insan gözüyle görülebilir veya görülmeyebilir. Bu, yarı iletkenin bileşimine, yabancı maddelerin miktarına ve bant aralığına bağlıdır. Bu nedenle görünür spektrum çok katmanlı yarı iletken yapılar üretilerek elde edilir.

LED Özellikleri

Işımanın rengi yarı iletkenin tipine ve bant aralığını belirleyen katkılama derecesine bağlıdır. Pn kavşağı A. LED'lerin hizmet ömrü öncelikle çalışmasının sıcaklık koşullarına bağlıdır. Cihazın ısınması ne kadar yüksek olursa eskimesi de o kadar hızlı gerçekleşir. Ve sıcaklık da LED'den geçen akımla ilgilidir. Işık kaynağının gücü ne kadar düşük olursa servis ömrü de o kadar uzun olur. Yaşlanma, bir aydınlatma armatürünün parlaklığının azalması olarak ifade edilir. Bu nedenle LED için doğru direnci seçmek çok önemlidir.

LED diyotların ana özellikleri şunlardır:

Bağlantı yöntemleri

LED'in sorunsuz çalışması için çalışma akımı çok önemlidir. Radyasyon kaynaklarının yanlış bağlanması veya birlikte çalışırken parametrelerinde önemli bir yayılma, içlerinden geçen akımın fazla olmasına ve cihazların daha fazla yanmasına yol açacaktır. Bunun nedeni, LED kristalinin basitçe deforme olması ve p-n bağlantısının kırılması nedeniyle sıcaklıktaki artıştan kaynaklanmaktadır. Bu nedenle ışık kaynağına sağlanan akım miktarının yani besleme voltajının sınırlandırılması çok önemlidir.

Bunu yapmanın en kolay yolu yayıcı devresine seri bağlı bir direnç kullanmaktır. Bu kapasitede sıradan bir direnç kullanılır ancak belli bir değere sahip olması gerekir. Büyük değeri, rekombinasyon işleminin gerçekleşmesi için gerekli potansiyel farkı sağlayamayacak, daha küçük bir değer ise onu yakacaktır. Bu durumda, yalnızca bir LED'in direncini nasıl hesaplayacağınızı bilmek değil, aynı zamanda, özellikle devre radyo elemanlarına doymuşsa, onu nasıl doğru şekilde kuracağınızı da anlamak gerekir.

Bir elektrik devresinde bir veya daha fazla LED kullanılabilir. Bu durumda, bunların dahil edilmesi için üç şema vardır:

• Bekar;
• ardışık;
• paralel.

Tek eleman

Bir elektrik devresinde yalnızca bir LED kullanıldığında, ona seri olarak bir direnç yerleştirilir. Böyle bir bağlantı sonucunda bu devreye uygulanan toplam voltaj, devrenin her bir elemanı üzerindeki potansiyel fark düşüşlerinin toplamına eşit olacaktır. Dirençteki bu kayıpları Ur ve LED'i Us olarak belirlersek, EMF kaynağının toplam voltajı şuna eşit olacaktır: Uo = Ur + Us.

I = U / R ağ bölümü için Ohm yasasını başka kelimelerle ifade edersek, formül elde edilir: U = I * R. Ortaya çıkan ifadeyi toplam voltajı bulma formülüne koyarsak şunu elde ederiz:

Uo = IrRr + IsRs, burada

• Ir, A direncinden geçen akımdır.
• Rr - direncin hesaplanan direnci, Ohm.
• LED'den geçen akımdır, A.
• Rs - LED'in iç empedansı, Ohm.

Rs değeri radyasyon kaynağının çalışma koşullarına bağlı olarak değişmekte olup değeri akım gücüne ve potansiyel farkına bağlıdır. Bu bağımlılık incelenerek görülebilir. akım-gerilim karakteristiği diyot. İlk aşamada akımda yumuşak bir artış olur ve Rs yüksek bir değere sahiptir. Bundan sonra empedans keskin bir şekilde düşer ve voltajdaki hafif bir artışla bile akım hızla artar.

Formülleri birleştirirseniz aşağıdaki ifadeyi elde edersiniz:

Rr = (Uo - Biz) / Io, Ohm

Devrenin bir bölümünün seri devresinde akan akım kuvvetinin herhangi bir noktada aynı olduğu yani Io = Ir = Is olduğu dikkate alınır. Bu ifade aynı zamanda LED'lerin seri bağlanması için de uygundur çünkü tüm devre için yalnızca bir direnç kullanır.

Dolayısıyla gerekli direnci bulmak için geriye Biz'in değerini bulmak kalır. LED üzerindeki voltaj düşüşünün değeri bir referans değeridir ve her radyo elemanı için farklıdır. Veri elde etmek için cihazdaki veri sayfasını kullanmanız gerekecektir. Veri sayfası, parametreler, çalışma modları ve bir radyo elemanını açmak için devre şemaları hakkında kapsamlı bilgiler içeren bir dizi bilgi sayfasıdır. Ürün üreticisi tarafından üretilmektedir.

Paralel devre

Paralel bir bağlantıda, radyo elemanları birbiriyle iki noktada - düğümlerde - temas eder. Bu tip devre için iki kural geçerlidir: Düğüme giren akım kuvveti, düğümden çıkan akım kuvvetlerinin toplamına eşittir ve düğümlerin tüm noktalarındaki potansiyel farkı aynıdır. Bu tanımlara dayanarak, LED'lerin paralel bağlanması durumunda, düğümün başlangıcında bulunan istenen direncin aşağıdaki formüle göre bulunduğu sonucuna varabiliriz: Rr = Uo / Is1+In, Ohm, burada:

• Uo düğümlere uygulanan potansiyel farktır.
• Is1, ilk LED'den akan akımdır.
• In, n'inci LED'den geçen akımdır.

Ancak LED'lerin paralel bağlanmasının önünde bulunan ortak dirençli böyle bir devre kullanılmaz. Bunun nedeni, yasaya göre bir yayıcının yanması durumunda düğüme giren akımın değişmeden kalmasıdır. Bu, kalan çalışma elemanları arasında dağıtılacağı ve aynı zamanda içlerinden daha fazla akımın akacağı anlamına gelir. Sonuç olarak, bir zincirleme reaksiyon meydana gelecek ve tüm yarı iletken yayıcılar sonunda yanacaktır.

Bu nedenle her paralel dal için kendi LED'i ile kendi direncinizi kullanmanız ve LED'in direncini her kol için ayrı ayrı hesaplamanız doğru olacaktır. Bu yaklaşım aynı zamanda devrenin farklı özelliklere sahip radyo elemanlarını kullanabilmesi açısından da avantajlıdır.

Her bir kolun direncinin hesaplanması, tek bir bağlantıya benzer şekilde gerçekleşir: Rn = (Uo - Us) / In, Ohm, burada:

• Rn, n'inci dalın gerekli direncidir.
• Uo - Us - voltaj düşüşü farkı.
• In, n'inci LED'den geçen akımdır.

Hesaplama örneği

Bırak gitsin elektrik şeması Güç, 32 voltluk sabit bir voltaj kaynağından sağlanır. Bu devrede birbirine paralel bağlanmış iki marka LED bulunmaktadır: Cree C503B-RAS ve Cree XM-L T6. Gerekli empedansı hesaplamak için veri sayfasından bu LED'ler arasındaki tipik voltaj düşüşünü bulmanız gerekecektir. Yani ilki için 0,2 akımda 2,1 V, ikincisi için aynı akım değerinde 2,9 V'dir.

Bu değerleri seri devre formülünde değiştirerek aşağıdaki sonucu elde edersiniz:

• R1 =(U0-Us1)/ I=(32−2,1)/0,2 = 21,5 Ohm.
• R2 = (U0-Us2)/ I=(32−2,9)/0,2 = 17,5 Ohm.

En yakın değerler standart seriden seçilir. Bunlar: R1 = 22 Ohm ve R2 = 18 Ohm olacaktır. İstenirse dirençler tarafından harcanan gücü şu formülü kullanarak da hesaplayabilirsiniz: P = I*I*U. Bulunan dirençler için P= 0,001 W olacaktır.

Tarayıcı tabanlı çevrimiçi hesap makineleri

Devrede çok sayıda LED varken, her birinin direncini hesaplamak oldukça sıkıcı bir süreçtir, özellikle de hata yapabileceğiniz için. Bu nedenle hesaplama yapmanın en kolay yolu çevrimiçi hesap makinelerini kullanmaktır.

Tarayıcıda çalıştırılmak üzere yazılmış bir programdır. İnternette LED'ler için bu tür birçok hesap makinesi bulabilirsiniz. ancak çalışma prensibi aynıdır. Sağlanan formlara referans verilerini girmeniz, bir bağlantı şeması seçmeniz ve "Sonuç" veya "Hesaplama" düğmesini tıklamanız gerekecektir. O zaman geriye sadece cevabı beklemek kalır.

Manuel olarak yeniden hesaplayarak kontrol edebilirsiniz, ancak programlar hesaplama sırasında benzer formüller kullandığı için bunun pek bir anlamı olmayacaktır.