LED의 내구성에 영향을 미치는 주요 매개변수는 전류이며, 그 값은 각 유형의 LED 소자에 대해 엄격하게 표준화되어 있습니다. 최대 전류를 제한하는 일반적인 방법 중 하나는 제한 저항을 사용하는 것입니다. LED의 저항은 다이오드 매개 변수의 기술 값과 스위칭 회로의 전압을 사용하여 옴의 법칙에 기반한 복잡한 계산을 사용하지 않고 계산할 수 있습니다.
LED 켜기의 특징
그러나 정류 다이오드와 동일한 원리로 작동하는 발광 소자에는 고유한 기능이 있습니다. 가장 중요한 것은 다음과 같습니다.
- 역 극성 전압에 대한 극도로 부정적인 감도. 잘못된 극성으로 회로에 연결된 LED는 거의 즉시 고장납니다.
- pn 접합을 통한 허용 가능한 작동 전류의 범위가 좁습니다.
- 온도에 대한 전이 저항의 의존성은 대부분의 반도체 소자에 일반적입니다.
마지막 요점은 담금질 저항을 계산하는 주요 사항이기 때문에 더 자세히 논의해야합니다. 방사 요소에 대한 문서는 정격 전류의 허용 범위를 나타내며, 이 범위에서 작동 상태를 유지하고 지정된 방사 특성을 제공합니다. 값을 과소평가하면 치명적이지는 않지만 밝기가 약간 감소합니다. 특정 한계 값에서 시작하여 전환을 통한 전류의 통과가 중지되고 글로우가 사라집니다.
전류를 먼저 초과하면 글로우의 밝기가 증가하지만 수명이 급격히 감소합니다. 추가 증가는 요소의 고장으로 이어집니다. 따라서 LED 저항 선택은 최악의 조건에서 허용되는 최대 전류를 제한하는 것을 목표로 합니다.
반도체 접합부의 전압은 물리적 프로세스에 의해 제한되며 약 1-2V의 좁은 범위에 있습니다. 종종 자동차에 설치되는 12볼트 발광 다이오드는 일련의 직렬 연결 요소 또는 제한 장치를 포함할 수 있습니다. 설계에 포함된 회로.
LED에 저항이 필요한 이유
LED를 켤 때 제한 저항을 사용하는 것이 가장 효과적이지는 않지만 허용 가능한 한도 내에서 전류를 제한하는 가장 쉽고 저렴한 솔루션입니다. 이미 터 회로의 전류를 높은 정확도로 안정화 할 수있는 회로 솔루션은 반복하기가 매우 어렵고 기성품은 비용이 많이 듭니다.
저항을 사용하면 조명 및 백라이트를 스스로 수행할 수 있습니다. 이 경우 가장 중요한 것은 측정 도구를 사용할 수 있는 능력과 최소한의 납땜 기술입니다. 가능한 허용 오차 및 온도 변동을 고려하여 잘 설계된 제한기는 최소 비용으로 선언된 전체 서비스 수명 동안 LED의 정상적인 기능을 보장할 수 있습니다.
LED의 병렬 및 직렬 연결
전원 회로의 매개 변수와 LED의 특성을 결합하기 위해 여러 요소의 직렬 및 병렬 연결이 널리 퍼져 있습니다. 각 연결 유형에는 장점과 단점이 있습니다.
병렬 연결
이러한 연결의 장점은 전체 회로에 대해 하나의 리미터만 사용한다는 것입니다. 이 장점은 유일한 장점이므로 저급 산업 제품을 제외하고는 병렬 연결이 거의 발견되지 않습니다. 단점은 다음과 같습니다.
- 제한 요소의 전력 손실은 병렬로 연결된 LED의 수에 비례하여 증가합니다.
- 요소의 매개 변수가 분산되면 전류가 고르지 않게 분포됩니다.
- 이미 터 중 하나가 소진되면 병렬로 연결된 그룹의 전압 강하가 증가하여 다른 모든 것이 눈사태와 같은 고장이 발생합니다.
연결은 각 방사 요소를 통과하는 전류가 별도의 저항에 의해 제한되는 작동 특성을 다소 증가시킵니다. 보다 정확하게는 제한 저항이 있는 LED로 구성된 개별 회로의 병렬 연결입니다.주요 이점은 하나 이상의 요소의 고장이 다른 요소의 작동에 어떤 식으로든 영향을 미치지 않기 때문에 더 큰 신뢰성입니다.
단점은 LED 매개 변수의 확산과 저항 값에 대한 기술적 허용 오차로 인해 개별 요소의 광선 밝기가 크게 다를 수 있다는 사실입니다. 이러한 계획에는 많은 수의 무선 요소가 포함됩니다.
개별 리미터와의 병렬 연결은 pn 접합에서 전압 강하로 제한되는 최소값부터 시작하여 저전압 회로에서 사용됩니다.
직렬 연결
직렬 회로의 확실한 이점은 각 요소를 통과하는 전류의 절대적인 평등이기 때문에 방사 요소의 직렬 연결이 가장 널리 보급되었습니다. 단일 제한 저항을 통과하는 전류와 다이오드를 통과하는 전류가 동일하기 때문에 전력 손실이 최소화됩니다.
중요한 단점은 요소 중 하나 이상이 실패하면 전체 체인이 작동하지 않게 된다는 것입니다. 직렬 연결의 경우 증가된 전압이 필요하며 최소값은 포함된 요소의 수에 비례하여 증가합니다.
혼합 포함
여러 개의 체인이 병렬로 연결된 경우, 하나의 제한 저항과 여러 개의 LED를 직렬 연결하는 경우 혼합 연결을 수행할 때 많은 수의 이미터를 사용할 수 있습니다.
요소 중 하나가 소손되면 이 요소가 설치된 하나의 회로만 작동 불능 상태가 됩니다.나머지는 제대로 작동합니다.
저항 계산 공식
LED의 저항 저항 계산은 옴의 법칙을 기반으로 합니다. LED의 저항을 계산하는 방법에 대한 초기 매개변수는 다음과 같습니다.
- 회로 전압;
- LED의 작동 전류;
- 방출 다이오드 양단의 전압 강하(LED 공급 전압).
저항 값은 다음 식에서 결정됩니다.
R = 유/나
여기서 U는 저항 양단의 전압 강하이고 I는 LED를 통한 순방향 전류입니다.
LED의 전압 강하는 다음 식에서 결정됩니다.
U \u003d Upit - Usv,
여기서 Upit은 회로 전압이고 Usv는 방사 다이오드 양단의 명판 전압 강하입니다.
저항에 대한 LED를 계산하면 표준 값 범위에 없는 저항 값이 제공됩니다. 더 큰 쪽에서 계산된 값에 가장 가까운 저항을 가진 저항을 가져와야 합니다. 이것은 가능한 전압 증가를 고려합니다. 일련의 저항에서 다음 값을 취하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 다이오드를 통과하는 전류가 다소 감소하고 글로우의 밝기가 감소하지만 동시에 공급 전압 및 다이오드 저항의 크기 변화(예: 온도 변화 시)가 평준화됩니다.
저항 값을 선택하기 전에 다음 공식으로 지정된 것과 비교하여 전류 및 밝기의 가능한 감소를 평가해야 합니다.
(R — Rst)R•100%
얻은 값이 5% 미만이면 더 큰 저항을 가져와야 하고 5~10%이면 더 작은 저항으로 제한할 수 있습니다.
작동 신뢰성에 영향을 미치는 똑같이 중요한 매개변수는 전류 제한 요소의 전력 손실입니다. 저항이 있는 부분을 통과하는 전류로 인해 가열됩니다.소산될 전력을 결정하려면 다음 공식을 사용하십시오.
P = U•U/R
전력 손실이 계산된 값을 초과하는 제한 저항기를 사용하십시오.
예시:
공칭 전류가 20mA이고 양단에 전압 강하가 1.7V인 LED가 있습니다. 12V 회로에 연결해야 합니다.
제한 저항의 전압 강하는 다음과 같습니다.
U = 12 - 1.7 = 10.3V
저항 저항:
R \u003d 10.3 / 0.02 \u003d 515옴.
표준 범위에서 가장 가까운 높은 값은 560옴입니다. 이 값을 사용하면 설정값 대비 전류 감소량이 10%보다 약간 작으므로 더 큰 값을 취할 필요가 없습니다.
소비 전력(와트):
P = 10.3•10.3/560 = 0.19W
따라서이 회로의 경우 허용 손실 전력이 0.25W인 요소를 사용할 수 있습니다.
LED 스트립 연결
LED 스트립은 다양한 공급 전압에 사용할 수 있습니다. 테이프에는 직렬 연결된 다이오드의 회로가 있습니다. 다이오드의 수와 제한 저항의 저항은 테이프의 공급 전압에 따라 다릅니다.
가장 일반적인 유형의 LED 스트립은 12V 회로에 연결하도록 설계되었으며 여기에서 더 높은 전압 값을 사용하여 작동하는 것도 가능합니다. 저항을 올바르게 계산하려면 테이프의 단일 섹션을 통해 흐르는 전류를 알아야 합니다.
최소 섹션이 기술적으로 병렬로 연결되기 때문에 테이프 길이가 증가하면 전류가 비례적으로 증가합니다. 예를 들어, 세그먼트의 최소 길이가 50cm인 경우 이러한 세그먼트 10개 중 5m 테이프는 전류 소비가 10배 증가합니다.
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