Правильне харчування – запорука здоров’я світлодіодів

Светоизлучающему диоду, як і людині, необхідно правильно харчуватися. Тільки в цьому випадку він гарантує багаторічну і безвідмовну роботу. Світлодіоди мають нелінійну вольтамперную характеристику, схожу з звичайним діодом. Тому їх харчування має здійснюватися стабільним струмом – це один з ключових принципів. Якщо його не дотримуватися, наслідки для світлодіодів можуть бути найгірші.

Щоб визначити, яка схема живлення буде оптимальною в тому чи іншому випадку, необхідно для початку дізнатися вихідні дані:

  • параметри світлодіода, нормовані виробником;
  • параметри живлячої мережі (мережа 220 В, акумулятор, батарейки або щось інше).

Параметри світлодіода

Найважливіші параметри – це номінальний і максимальний струм. При номінальному зазвичай нормуються світлові характеристики – сила світла в канделах або світловий потік у люменах. Максимальний струм – це граничне значення, при якому можна експлуатувати даний прилад. Значення цих параметрів в сучасних однокристальних приладах варіюються від декількох мА до 3 А.

Пряме падіння напруги – напруга живлення світлодіодів, яке падає на p-n-переході при номінальному струмі. Його значення стати в нагоді при розрахунку вихідних параметрів джерела живлення.

Максимальна температура корпусу і p-n-переходу, максимальне зворотне напруга — параметри теж важливі, але у випадках, коли дотримуються струмові режими і схема не передбачає зворотного включення, на них можна не звертати уваги.

Параметри живлячої мережі

При виготовленні будь-якого пристрою своїми руками, необхідно визначити параметри джерела, який буде здійснювати живлення світлодіодів. Мережа 220 В, автомобільний акумулятор напругою 12 В або прості батарейки – в будь-якому випадку необхідно визначити діапазон живлячої напруги, тобто мінімальне і максимальне його значення. На мережу 220 В дається (але не завжди дотримується) допуск ±10%. Для акумулятора береться в розрахунок напруження при повній зарядці і в розрядженому стані. З батарейками і так все зрозуміло.

У випадку з автономними джерелами живлення важливо також дізнатися їх ємність і максимальний вихідний струм.

Найпростіша схема

Нехай стоїть завдання зробити своїми руками примітивний світлодіодний ліхтарик, який живиться від однієї батареї. Візьмемо, приміром, світлодіод C503C (CREE) з номінальним струмом ILED=20 мА і падінням напруги ULED =3,2 Ст.

cf00c3d003dc8fe45cab666f113e4554 Правильне харчування – запорука здоровя світлодіодів

В якості джерела живлення використовуємо літієву батарейку на 3,7 (якщо використовувати пальчикові батарейки, то не обійдешся).

Якщо включати світлодіод безпосередньо, то сила струму через світлодіод буде обмежуватися тільки внутрішнім опором батарейки, що в кращому випадку буде приводити до дуже швидкого її розряду, а в гіршому до виходу з ладу світлодіода. Найпростіша схема включення показана на малюнку нижче.

de1e845fc503d8ccb9dba6f661a0388f Правильне харчування – запорука здоровя світлодіодів

Для обмеження струму використовується резистор, опір котрого визначається за формулою R=(UБ-ULED)/ ILED. У нашому випадку опір складе 25 Ом.

При збільшенні потужності діода, схема буде ускладнюватися, тому що при великих струмах застосовувати резистор недоцільно – занадто великі втрати потужності. Якщо напруга живлення має великий діапазон, ця схема теж не годиться, тому що не забезпечує стабілізацію струму.

Розвиваємо тему

Харчування потужних світлодіодів здійснюється із застосуванням стабілізаторів струму – драйверів. Вони можуть бути виконані як на основі дискретних компонентів, так і з застосуванням спеціалізованих мікросхем. Драйвер можна придбати в готовому вигляді, а можна виготовити своїми руками – це не складно, враховуючи, що схем і рекомендацій в інтернеті з надлишком.

Ще один важливий момент організації харчування напівпровідникових джерел світла: при об’єднанні світлодіодів в групи, рекомендується їх послідовне з’єднання. Це обумовлено тим, що падіння напруги на p-n-перехід має певний розкид від приладу до приладу, і при паралельному включенні струми через них будуть відрізнятися.

Живлення світлодіодів від 220 В мережі , організується за допомогою так званих мережевих драйверів. По суті, це імпульсні джерела живлення для світлодіодів, вони перетворюють мережеве напруга в стабільний постійний струм. Виготовляти такий джерело своїми руками досить складно, якщо ви не фахівець у цій галузі, а враховуючи широку номенклатуру, представлену на сучасному ринку ще й недоцільно.

 

  1. 5
  2. 4
  3. 3
  4. 2
  5. 1
(0 голосів, в середньому: 0 з 5)

Читайте Також:

Додати коментар