LED의 수명에 영향을 미치는 주요 매개 변수는 전류이며, 그 값은 각 유형의 LED 요소에 대해 엄격하게 규제됩니다. 최대 전류를 제한하는 일반적인 방법 중 하나는 제한 저항을 사용하는 것입니다. LED용 저항은 다이오드 매개변수의 기술적 값과 스위칭 회로의 전압을 사용하여 옴의 법칙에 따라 복잡한 계산 없이 계산할 수 있습니다.
LED 연결의 특징
그러나 정류 다이오드와 동일한 원리로 작동하는 발광 소자에는 고유한 기능이 있습니다. 그 중 가장 중요한 것은 다음과 같습니다.
- 역 극성 전압에 대한 극도로 부정적인 감도. 극성이 잘못된 회로에 포함된 LED는 거의 즉시 고장납니다.
- pn 접합을 통한 허용 작동 전류의 좁은 범위.
- 대부분의 반도체 소자의 특성인 온도에 대한 전이 저항의 의존성.
마지막 점은 담금질 저항 계산의 요점이기 때문에 더 자세히 고려해야합니다.방사 요소에 대한 문서는 공칭 전류의 허용 범위를 지정하며, 이 범위에서 계속 작동하고 지정된 방사 특성을 제공합니다. 값의 과소 평가는 치명적이지는 않지만 밝기가 약간 감소합니다. 특정 한계값에서 접합을 통한 전류 흐름이 멈추고 발광이 없습니다.
전류를 먼저 초과하면 글로우의 밝기가 증가하지만 수명이 급격히 감소합니다. 추가 증가는 요소의 고장으로 이어집니다. 따라서 LED용 저항의 선택은 최악의 조건에서 최대 허용 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 이유는 무엇입니까?
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 복제하기가 매우 어렵고 기성품은 비용이 많이 듭니다.
저항을 사용하면 조명 및 조명을 사내에서 수행할 수 있습니다. 가장 중요한 것은 측정 도구를 사용하는 방법과 최소한의 납땜 기술을 아는 것입니다. 가능한 허용 오차 및 온도 변동을 고려하여 적절하게 계산된 제한기는 최소 비용으로 선언된 서비스 수명 동안 LED의 적절한 기능을 보장할 수 있습니다.
LED의 병렬 및 직렬 스위칭
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 장점이 유일한 장점이므로 병렬 연결은 저급 공업 제품을 제외하고는 거의 어디에도 없습니다. 단점은 다음과 같습니다.
- 제한 요소의 전력 손실은 병렬로 연결된 LED의 수에 비례하여 증가합니다.
- 요소 매개변수의 변화는 전류의 불균일한 분포로 이어집니다.
- 이미 터 중 하나가 소진되면 병렬 연결된 그룹의 전압 강하 증가로 인해 다른 모든 것이 눈사태와 같은 고장이 발생합니다.
각 방사 요소를 통과하는 전류가 별도의 저항에 의해 제한되는 연결은 작동 특성을 다소 증가시킵니다. 보다 정확하게는 제한 저항이 있는 LED로 구성된 개별 회로의 병렬 연결입니다. 주요 이점은 하나 이상의 요소가 실패해도 다른 요소의 작동에 영향을 미치지 않기 때문에 안정성이 매우 높다는 것입니다.
단점은 LED 매개 변수의 변화와 저항 등급의 기술적 허용 오차로 인해 개별 요소의 발광 밝기가 크게 다를 수 있다는 사실입니다. 이러한 회로에는 많은 수의 무선 요소가 포함되어 있습니다.
개별 리미터와의 병렬 연결은 pn 접합의 전압 강하에 의해 제한되는 최소값부터 시작하여 저전압 회로에서 사용됩니다.
직렬 연결
직렬 회로의 확실한 이점은 각 요소를 통해 흐르는 전류의 절대적인 평등이기 때문에 방사 요소의 직렬 연결이 가장 널리 사용됩니다. 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 연결에는 더 높은 전압이 필요하며 최소값은 포함된 요소 수에 비례하여 증가합니다.
혼합 연결
여러 개의 병렬 연결된 체인을 사용하여 혼합 연결을 만들고 하나의 제한 저항과 여러 LED를 직렬로 연결하면 많은 수의 이미터를 사용할 수 있습니다.
하나의 요소가 소손되면 요소가 설치된 하나의 회로만 작동하지 않습니다. 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(LED의 공급 전압).
저항 값은 다음 식에서 결정됩니다.
R = U/I,
여기서 U는 저항 양단의 전압 강하이고 I는 LED를 통과하는 직류입니다.
LED의 전압 강하는 다음 식에서 결정됩니다.
U = Upit - Usv,
여기서 Upit - 회로 전압, Ucd - 발광 다이오드 양단의 명판 전압 강하.
저항에 대한 LED를 계산하면 표준 값 범위에 없는 저항 값이 제공됩니다. 더 큰 쪽에서 계산된 값에 가장 가까운 저항을 가진 저항을 가져옵니다. 이러한 방식으로 가능한 전압 증가가 고려됩니다. 저항 계열에서 다음 값을 취하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 다이오드를 통과하는 전류가 약간 줄어들고 글로우의 밝기가 감소하지만 공급 전압과 다이오드 저항의 변화(예: 온도가 변할 때)를 균일하게 만듭니다.
저항 값을 선택하기 전에 다음 공식을 사용하여 설정 값과 비교하여 전류 및 밝기의 가능한 감소를 추정해야 합니다.
(R - Rst)R-100%.
결과 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 통해 흐르는 전류는 가열을 유발합니다. 소산되는 전력을 결정하려면 다음 공식을 사용하십시오.
P = U-U/R
허용 전력 손실이 계산된 값을 초과하는 제한 저항기를 사용하십시오.
예시:
전압 강하가 1.7V이고 공칭 전류가 20mA인 LED가 있습니다. 12V 전압의 회로에 연결해야 합니다.
제한 저항의 전압 강하는 다음과 같습니다.
U = 12 - 1.7 = 10.3V
저항의 저항:
R = 10.3/0.02 = 515옴.
표준 범위에서 가장 가까운 높은 값은 560 Ohm입니다. 이 값에서 전류의 감소는 설정값 대비 10% 조금 안되기 때문에 더 큰 값을 취할 필요는 없습니다.
전력 손실(와트):
P = 10.3-10.3/560 = 0.19W
따라서이 회로의 경우 허용 전력 소비가 0.25W 인 소자를 사용할 수 있습니다.
LED 스트립 연결
LED 스트립은 다양한 공급 전압에서 사용할 수 있습니다. 스트립에는 직렬 다이오드 회로가 있습니다. 다이오드의 수와 종단 저항의 저항은 공급 전압 스트립에 따라 다릅니다.
가장 일반적인 유형의 LED 스트립은 12V 전압의 회로에 연결하도록 설계되었습니다. 여기에서 더 높은 전압을 사용하여 작동하는 것도 가능합니다. 저항을 올바르게 계산하려면 테이프의 단일 섹션을 통해 흐르는 전류를 알아야 합니다.
테이프 길이를 늘리면 최소 섹션이 기술적으로 병렬로 연결되기 때문에 전류가 비례적으로 증가합니다.예를 들어 섹션의 최소 길이가 50cm인 경우 이러한 섹션이 10개 있는 5m 테이프는 전류 소비가 10배 증가합니다.
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