Светодиоды, или светоизлучающие диоды (СИД, в английском варианте LED — light emitting
diode)— полупроводниковый прибор, излучающий некогерентный свет при пропускании через него
электрического тока. Работа основана на физическом явлении возникновения светового излучения
при прохождении электрического тока через p-n-переход. Цвет свечения (длина волны максимума
спектра излучения) определяется типом используемых полупроводниковых материалов, образующих
p-n-переход.
Простой вопрос как подключить светодиод часто ставит в тупик начинающих радиолюбителей.
Конечно, речь не идет о подключение светодиода к 3-х вольтовой батарейке - тут все просто, но
вот когда речь идет о том, как правильно рассчитать схему, чтобы светодиод работал в оптимальном
режиме, почему-то возникают трудности. Во-первых, нужно запомнить, что для работы светодиода
нужен источник тока. Во-вторых, ток, протекающий через светодиод должен быть не более того,
на который этот светодиод рассчитан.
Простейшая схема включения светодиода выглядит так:
Тут важно отметить полярность включения светодиода (анод - к положительному полюсу источника тока,
катод - к отрицательному). В данной схеме резистор R1 - токоограничительный резистор, и важно
правильно рассчитать его номинал.
Для этого необходимо вспомнить закон Ома, в соответствии с которым:
R=(Uп - Uc)/I,
где R - сопротивление токоограничительно резистора R1 (Ом), Uп - напряжение источника питания (В),
Uc - напряжение падения на светодиоде (В), I - ток в цепи (А), который должен быть не больше, чем
ток, на который рассчитан светодиод.
Ток и напряжение падения на светодиоде - справочные данные, обычно берутся из справочника или
технического описания на светодиоды.
(некоторые светодиоды могут содержать токостабилизирующую цепь внутри себя, в таком случае для
них указывается диапазон допустимых напряжений питания).
Если тип светодиода неизвестен, то можно собрать простую схему и определить эти параметры:
В качестве источника питания может быть использована батарея на напряжение 9-12 вольт.
Прежде чем включить схему - переменный резистор R2 нужно выкрутить в крайнее правое положение
(максимальное сопротивление). После включения плавно уменьшаем сопротивление переменного резистора,
пока яркость светодиода не достигнет максимума, при этом следим за показаниями приборов.
Для обычных светодиодов рабочий ток обычно равен 10 - 30мА, для сверхярких до 40мА-50мА.
Падение напряжения на светодиоде зависит от типа светодиода и цвета светодиода, и может быть
в пределах 2,2-4 В.
После того, как параметры светодиода определены, рассчитать токоограничительный резистор не
составит никакого труда.
И еще один момент, на который следует обратить внимание - мощность рассеиваемая на
токоограничительном резисторе. Она вычисляется по формуле:
P=I2R,
где P- мощность рассеиваемая на резисторе (Вт), R - сопротивление токоограничительно резистора R1 (Ом),
I - ток в цепи (А).
Ну и в качестве примера, подключим светодиод (I=30мА, Uc=2,2В) к 12-ти вольтовой батарее:
R=(12-2.2)/0.02=490 Ом
Ближайшее значение и ряда сопротивлений - 510 Ом.
P=0.02*0.02*510=0.204
Ближайшее значение - 0.25 Вт.
Но на практике часто сопротивление берется с некоторым запасом, особенно если не требуется
максимальная яркость светодиода. Важно чтобы сопротивление было не меньше расчетного, но и
не слишком большое. Например, если мне не нужно "выжимать" из светодиода максимальную яркость,
я обычно увеличиваю расчетное сопротивление в 3-6 раз.
|
