LED의 저항 값을 계산하는 방법. LED 저항 저항 계산기

LED가 있는 회로에서는 반드시 제한을 위해 사용됩니다. LED 요소의 소진 ​​및 조기 고장을 방지합니다. 주요 문제는 필요한 매개변수를 정확하게 선택하는 것입니다. 이것이 바로 LED용 저항 계산기가 전문가들 사이에서 널리 인기를 끄는 이유입니다. 가장 정확한 결과를 얻으려면 전원 전압, LED 자체의 순방향 전압, 계산된 전류, 연결 다이어그램 및 요소 수에 대한 데이터가 필요합니다.

전류 제한 저항의 저항을 계산하는 방법

가장 간단한 경우, 필요한 초기 데이터가 누락된 경우 발광 색상을 통해 LED의 순방향 전압 값을 매우 정확하게 결정할 수 있습니다. 이 물리적 현상에 대한 일반적인 데이터가 표에 요약되어 있습니다.

많은 LED의 전류 정격은 20mA입니다. 이 매개변수가 150mA 이상의 값에 도달할 수 있는 다른 유형의 요소가 있습니다. 따라서 정격 전류를 정확하게 결정하려면 LED의 기술적 특성에 대한 데이터가 필요합니다. 필요한 정보가 완전히 누락된 경우 요소의 정격 전류는 일반적으로 10mA로 간주되고 순방향 전압은 1.5-2V입니다.

전류 제한 저항의 수는 반도체 요소의 연결 다이어그램에 직접적으로 의존합니다. 예를 들어, 사용하는 경우 모든 지점의 전류 강도가 동일하므로 하나의 저항으로 완전히 얻을 수 있습니다.

병렬 연결의 경우 하나의 냉각 저항으로는 더 이상 충분하지 않습니다. 이는 LED의 특성이 완전히 동일할 수 없기 때문입니다. 그들은 모두 자체 저항과 동일한 전류 소비를 가지고 있습니다. 즉, 저항이 최소인 요소는 더 많은 전류를 소비하므로 조기에 오류가 발생할 수 있습니다.

결과적으로, 병렬로 연결된 하나 이상의 LED에 오류가 발생하면 나머지 요소가 설계되지 않은 전압이 증가하게 됩니다. 결과적으로 작동도 중단됩니다. 따라서 병렬 연결의 경우 각 LED에는 자체 저항이 제공됩니다.

이러한 모든 기능은 온라인 계산기에서 고려됩니다. 계산은 저항을 결정하는 공식인 R = Uquenching/ILED를 기반으로 합니다. 차례로 Uquenching = Upower - ULED입니다.

모든 LED는 저항이 낮습니다. 전원 공급 장치에 직접 연결하면 전류가 너무 높아 즉시 소손됩니다. 외부 단자에 연결하는 전선은 구리나 금으로 만들어졌으며 전류 급증을 견딜 수 없습니다. 그렇기 때문에 LED의 저항을 올바르게 계산하는 것이 중요합니다.

이 LED가 작동하는 기간은 계산의 정확성에 따라 달라집니다. 저항의 저항이 부족하면 LED가 소손될 수 있지만, 반대로 전류가 정격 전류보다 적으면 전구의 불빛이 희미해집니다. 계산을 하기 위해서는 특별한 공식이 있는데, 어렵지 않습니다. 또한 입력된 데이터를 기반으로 필요한 모든 계산을 자동으로 수행하는 특수 프로그램이 있습니다.

이 기사에서는 그러한 계산을 수행하는 모든 측면과 세부 사항에 대해 설명합니다. 또한 보너스로 기사에는 이 주제에 관한 비디오와 다운로드할 수 있는 과학 기사가 포함되어 있습니다.

계산 결과

저항기는 10%, 5%, 1% 등 다양한 정확도 등급으로 제공됩니다. 즉, 저항은 이러한 한계 내에서 양의 방향 또는 음의 방향으로 달라질 수 있습니다. 전류 제한 저항의 전력을 고려하는 것을 잊지 마십시오. 이는 일정량의 열을 발산하는 능력입니다. 작 으면 과열되어 고장나서 전기 회로가 파손될 수 있습니다. 극성을 확인하려면 작은 전압을 적용하거나 멀티미터의 다이오드 테스트 기능을 사용할 수 있습니다. 저항 측정 모드와 다르며 일반적으로 2V에서 3V까지 공급됩니다.

또한 LED를 계산할 때 매개변수의 분포를 고려해야 합니다. 저렴한 LED의 경우 최대값이 되고 값비싼 LED의 경우 더 동일해집니다. 이 매개변수를 확인하려면 동일한 조건, 즉 순차적으로 활성화해야 합니다.

전류나 전압을 줄여 밝기를 약간 빛나는 지점으로 줄입니다. 시각적으로 어떤 것은 더 밝게 빛나고 어떤 것은 희미하게 빛날 것이라고 추정할 수 있을 것입니다. 고르게 연소될수록 퍼지는 현상이 줄어듭니다. LED 저항 계산기는 LED 칩의 특성이 이상적이라고, 즉 차이가 0이라고 가정합니다.

최대 10W의 일반적인 저전력 모델의 강하 전압은 2V ~ 12V일 수 있습니다. 전력이 증가함에 따라 COB 다이오드의 크리스털 수가 증가하고 각각의 크리스털 수가 감소합니다. 크리스탈은 직렬로 체인으로 연결된 다음 병렬 회로로 결합됩니다. 10W에서 100W까지의 전력에서는 감소가 12V에서 36V로 증가합니다. 이 매개변수는 LED 칩의 기술적 특성에 표시되어야 하며 색상의 목적에 따라 다릅니다.

• 파란색;
• 빨간색;
• 녹색;
• 노란색;
• 3색 RGB;
• 4색 RGBW;
• 2색;
• 따뜻하고 시원한 흰색.

온라인 계산기를 사용하여 LED용 저항기를 선택하기 전에 다이오드의 매개변수를 확인해야 합니다. 중국인은 Aliexpress에서 많은 LED를 판매하여 브랜드 제품으로 전달합니다. 가장 인기있는 모델은 SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730입니다. 예를 들어, 중국은 SMD5630 및 SMD5730을 속이는 경우가 가장 많습니다. 표시의 숫자는 5.6mm x 3.0mm의 케이스 크기만 나타냅니다.

브랜드의 경우 이러한 대형 케이스는 강력한 0.5W 크리스털을 설치하는 데 사용되므로 SMD5630 다이오드 구매자는 이를 0.5W 전력과 직접 연결합니다. 교활한 중국인은 이를 이용하여 5630 케이스에 평균 0.1W의 값싸고 약한 수정을 설치하는 동시에 0.5W의 에너지 소비를 나타냅니다.

좋은 예가 자동차 램프와 LED 옥수수 램프인데, 여기에는 약하고 품질이 낮은 LED 칩이 많이 포함되어 있습니다. 일반 구매자는 LED가 많을수록 조명이 더 좋아지고 전력도 높아진다고 믿습니다. 가장 약한 얼음 0.1W의 자동차 램프 비용을 절약하기 위해 LED 동료들은 Aliexpress에서 괜찮은 LED를 찾고 있습니다. 그들은 특정 매개 변수를 약속하고 주문하고 배송까지 한 달을 기다리는 좋은 판매자를 찾습니다. 테스트 결과 중국 판매자가 사기를 치고 쓰레기를 판매한 것으로 드러났습니다. 일곱 번째에 정크가 아닌 괜찮은 다이오드를 얻으면 운이 좋을 것입니다. 보통 5번 주문을 하고 결과가 나오지 않으면 교환이 가능한 국내 매장에 주문하러 갑니다.

옴의 법칙을 사용하여 LED 저항 계산

옴의 법칙에 따르면 저항기의 저항은 R = V / I입니다. 여기서 V = 저항기를 통과하는 전압(이 경우 V = S – V L), I = 저항기를 통과하는 전류입니다. 따라서 R = (V S – V L) / I. 여러 개의 LED를 한 번에 연결하려면 직렬로 연결할 수 있습니다. 이렇게 하면 에너지 소비가 줄어들고 예를 들어 일종의 화환처럼 많은 수의 다이오드를 동시에 연결할 수 있습니다. 직렬로 연결된 모든 LED는 동일한 유형이어야 합니다. 전원 공급 장치에는 충분한 전력이 있어야 하며 적절한 전압을 제공해야 합니다.

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계산 예: 빨간색, 노란색 및 녹색 다이오드 - 직렬로 연결하는 경우 최소 8V의 공급 전압이 필요하므로 9V 배터리가 거의 이상적인 소스가 됩니다. V L = 2V + 2V + 2V = 6V(3개의 다이오드, 해당 전압이 합산됨). 공급 전압 VS가 9V이고 다이오드 전류 = 0.015A인 경우 저항 R = (V S – V L) / I = (9 – 6) /0.015 = 200 Ohms입니다. 우리는 220 Ohm 저항을 사용합니다 (가장 가까운 표준 값, 더 큰 값).

LED를 병렬로 연결하지 마십시오!

비선형 요소로서의 LED

다양한 색상의 LED에 대한 전류-전압 특성(CV 특성) 계열을 고려해 보겠습니다. 이 특성은 발광 다이오드를 통과하는 전류가 발광 다이오드에인가되는 전압에 의존한다는 것을 보여줍니다. 그림에서 볼 수 있듯이 특성은 비선형적이다.

이는 수십 볼트의 작은 전압 변화에도 전류가 여러 번 변할 수 있음을 의미합니다. 그러나 LED로 작업할 때는 일반적으로 전류가 그렇게 급격하게 변하지 않는 전류-전압 특성의 가장 선형적인 부분(소위 작업 영역)을 사용합니다. 대부분의 경우 제조업체는 LED 특성에 작동 지점의 위치, 즉 선언된 밝기가 달성되는 전압 및 전류 값을 표시합니다.

위에 제시된 특성은 순방향으로 연결된 발광 다이오드에 대해 얻어졌습니다. 즉, 전원 공급 장치의 음극은 음극에 연결되고 양극은 양극에 연결됩니다.

LED 저항 계산

LED를 전원에 연결하기 전에 LED의 저항을 계산하는 것은 매우 중요한 포인트입니다. 결국 LED의 작동 방식은 이것에 달려 있습니다. 저항의 저항이 너무 적으면 LED가 고장(소손)될 수 있고, 저항이 너무 높으면 LED가 약한 빛을 발산합니다. LED의 저항은 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.

• R = (V S – V L) / 나
• VS – 전원 전압 (V).
• V L – LED 공급 전압(청색 및 백색 LED의 경우 일반적으로 2V 및 4V).
• I – LED 전류(예: 10mA = 0.01A 또는 20mA = 0.02A)

선택한 전류가 LED 정격 최대치보다 작은지 확인하십시오. 이 값을 밀리암페어에서 암페어로 변환합니다. 따라서 계산 결과는 저항기의 저항 값(옴(Ohm))이 됩니다. 계산된 저항기 값이 표준 저항기 값과 일치하지 않으면 다음으로 높은 값을 선택해야 합니다.

그러나 처음에는 전기를 절약하기 위해 약간 더 높은 저항을 선택하는 것이 좋습니다. 그러나 이 경우 LED 방사는 덜 밝다는 점을 기억해야 합니다. 전원 공급 장치 전압 = 9V이고 빨간색 LED(VL = 2V)가 있는 경우 필요한 전류는 I = 20mA = 0.02A, R = (9V – 2V) / 0.02A = 350Ω입니다. 저항이 390Ω(가장 큰 값)인 저항기를 선택해야 합니다.

깜박이는 LED

깜박이는 LED는 일반 LED처럼 보이지만 통합 회로가 내장되어 있어 스스로 깜박일 수 있습니다. LED는 낮은 주파수로 깜박이며 일반적으로 초당 2-3회 깜박입니다. 이러한 장신구는 자동차 경보기, 다양한 표시기 또는 어린이 장난감용으로 만들어졌습니다. LED 영숫자 표시기는 이제 거의 사용되지 않으며 액정 표시기보다 더 복잡하고 비쌉니다. 이전에는 이것이 사실상 유일하고 가장 발전된 디스플레이 수단이었으며 휴대폰에도 설치되었습니다.

LED는 오랫동안 사람들의 생활과 활동의 다양한 영역에서 사용되어 왔습니다. 품질과 기술적 특성으로 인해 폭 넓은 인기를 얻었습니다. 이러한 광원을 바탕으로 독창적인 조명 디자인이 만들어집니다. 따라서 많은 소비자는 LED를 12V에 연결하는 방법에 대해 자주 질문합니다. 이 연결은 다른 유형의 램프와 근본적으로 다르기 때문에 이 주제는 매우 관련성이 높습니다. LED 작동에는 직류 전류만 사용됩니다. 연결할 때 극성을 관찰하는 것이 매우 중요합니다. 그렇지 않으면 LED가 작동하지 않습니다.

LED 연결의 특징

대부분의 경우 플러그인 LED에는 저항을 사용하여 전류 제한이 필요합니다. 그러나 때로는 그것들 없이도 할 수 있습니다. 예를 들어, LED 전구가 달린 손전등, 열쇠고리 및 기타 기념품은 직접 연결된 배터리로 전원을 공급받습니다. 이러한 경우 배터리 내부 저항으로 인해 전류 제한이 발생합니다. 전력이 너무 낮아 조명 요소를 태우는 것만으로는 충분하지 않습니다.

그러나 잘못 연결하면 이러한 광원이 매우 빨리 소진됩니다. 정상적인 전류가 작용하기 시작하면 급격한 하락이 관찰됩니다. LED가 계속 켜져 있지만 더 이상 기능을 완전히 수행할 수 없습니다. 이러한 상황은 제한 저항이 없을 때 발생합니다. 전원을 공급하면 단 몇 분만에 램프가 꺼집니다.

12V 네트워크에 잘못 연결하는 옵션 중 하나는 더 강력하고 복잡한 장치 회로의 LED 수를 늘리는 것입니다. 이 경우 배터리 저항에 따라 직렬로 연결됩니다. 그러나 하나 이상의 전구가 타버리면 전체 장치가 작동하지 않습니다.

12V LED를 연결하는 방법에는 여러 가지가 있으며 그 회로를 사용하면 고장을 피할 수 있습니다. 하나의 저항기를 연결할 수 있지만 이것이 장치의 안정적인 작동을 보장하지는 않습니다. 이는 동일한 배치에서 나온 반도체 장치임에도 불구하고 반도체 장치의 상당한 차이로 인해 발생합니다. 전류와 전압이 다른 자체 기술적 특성을 가지고 있습니다. 전류가 정격 값을 초과하면 LED 중 하나가 소진될 수 있으며 그 후 나머지 전구도 매우 빠르게 고장납니다.

또 다른 경우에는 각 LED를 별도의 저항으로 연결하는 것이 좋습니다. 전류가 독립적이기 때문에 올바른 작동을 보장하는 일종의 제너 다이오드로 밝혀졌습니다. 그러나 이 방식은 너무 번거롭고 추가 요소가 너무 많이 포함되어 있는 것으로 나타났습니다. 대부분의 경우 LED를 12V에 직렬로 연결하는 것 외에는 할 일이 없습니다. 이러한 연결을 통해 회로는 최대한 컴팩트해지고 매우 효율적이 됩니다. 안정적인 동작을 위해서는 사전에 공급전압을 높여주시는 것이 좋습니다.

LED 극성 결정

LED를 12V 회로에 연결하는 방법에 대한 문제를 해결하려면 각 LED의 극성을 결정해야 합니다. LED의 극성을 결정하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 표준 전구에는 긴 다리가 하나 있는데, 이는 양극, 즉 플러스로 간주됩니다. 짧은 다리는 음극입니다. 마이너스 기호가 있는 음극 접점입니다. 플라스틱 베이스 또는 헤드에는 음극 위치를 나타내는 절단 부분이 있습니다.

또 다른 방법으로는 LED의 유리 전구 내부를 주의 깊게 살펴보아야 합니다. 플러스인 얇은 접점과 그에 따라 마이너스가 되는 깃발 모양의 접점을 쉽게 볼 수 있습니다. 멀티미터가 있으면 극성을 쉽게 확인할 수 있습니다. 중앙 스위치를 다이얼링 모드로 설정하고 프로브로 접점을 터치해야 합니다. 빨간색 프로브가 양극에 닿으면 LED가 켜집니다. 이는 검정색 프로브가 마이너스 방향으로 눌려진다는 의미입니다.

그러나 전구가 잘못된 극성으로 짧은 시간 동안 잘못 연결되면 아무런 문제가 발생하지 않습니다. 각 LED는 한 방향으로만 작동할 수 있으며 전압이 증가하는 경우에만 오류가 발생할 수 있습니다. 단일 LED의 공칭 전압 값은 색상에 따라 2.2~3V입니다. 12V 이상에서 작동하는 LED 스트립과 모듈을 연결할 때는 회로에 저항기를 추가해야 합니다.

12V 및 220V 회로의 LED 연결 계산

별도의 LED는 즉시 소진되므로 12V 전원에 직접 연결할 수 없습니다. R= (Upit-Upad)/0.75I, 여기서 R은 저항의 저항, Upit 및 Upad는 공급 및 강하 전압, I는 회로를 통과하는 전류, 0.75 - LED 신뢰성 계수로 상수 값입니다.

예를 들어 자동차의 12V LED를 배터리에 연결하는 데 사용되는 회로를 예로 들 수 있습니다. 초기 데이터는 다음과 같습니다.

• Upit = 12V - 자동차 배터리의 전압;
• Upad = 2.2V - LED 공급 전압;
• I = 10mA 또는 0.01A - 별도의 LED 전류.

위 공식에 따르면 저항 값은 다음과 같습니다. R = (12 - 2.2)/0.75 x 0.01 = 1306ohms 또는 1.306kohms. 따라서 가장 가까운 값은 1.3kOhm의 표준 저항 값이 됩니다. 또한 최소 저항 전력을 계산해야 합니다. 이러한 계산은 강력한 LED를 12V에 연결하는 방법을 결정할 때도 사용됩니다. 실제 전류 값은 사전에 결정되며 위에 표시된 값과 일치하지 않을 수 있습니다. 이를 위해 I = U / (Rres. + Rlight)라는 또 다른 공식이 사용됩니다. 여기서 Rlight는 LED의 저항이고 Up.nom으로 정의됩니다. / 이놈. = 2.2 / 0.01 = 220옴. 따라서 회로의 전류는 I = 12 / (1300 + 220) = 0.007A입니다.

결과적으로 LED의 실제 전압 강하는 다음과 같습니다: Udrop.light = Rlight x I = 220 x 0.007 = 1.54 V. 최종 전력 값은 다음과 같습니다: P = (Usupply - Udrop)² / R = (12 - 1.54)²/ 1300 = 0.0841W). 실제 연결을 위해서는 전력 값을 약간(예: 0.125W) 높이는 것이 좋습니다. 이러한 계산 덕분에 LED를 12V 배터리에 쉽게 연결할 수 있으므로 하나의 LED를 12V 자동차 배터리에 올바르게 연결하려면 회로에 0.125 전력의 1.3kOhm 저항이 추가로 필요합니다. W, LED의 접점에 연결.

계산은 12V와 동일한 방식으로 수행됩니다. 예를 들어 전류가 10mA이고 전압이 2.2V인 동일한 LED를 사용합니다. 네트워크는 220V 전압의 교류를 사용하므로 저항 계산은 다음과 같습니다. R = (Up.-Up.) / (I x 0.75). 필요한 모든 데이터를 공식에 삽입하면 실제 저항 값을 얻을 수 있습니다. R = (220 - 2.2) / (0.01 x 0.75) = 29040 Ohm 또는 29.040 kOhm. 가장 가까운 표준 저항 값은 30kOhm입니다.

다음으로 전력 계산이 수행됩니다. 먼저, 실제 소비 전류의 값이 결정됩니다: I = U / (Rres. + Rlight). LED 저항은 Rlight = Up.nom 공식을 사용하여 계산됩니다. / 이놈. = 2.2 / 0.01 = 220옴. 따라서 전기 회로의 전류는 I = 220 / (30000 + 220) = 0.007A입니다. 결과적으로 LED의 실제 전압 강하는 다음과 같습니다. Udrop.light = Rlight x I = 220 x 0.007 = 1.54V.

결정을 위해 공식이 사용됩니다: P = (Upit. - Upad.)² / R = (220 -1.54)² / 30000 = 1.59W. 전력 값을 표준 2W로 높여야 합니다. 따라서 하나의 LED를 220V 전압의 네트워크에 연결하려면 2W 전력의 30kOhm 저항이 필요합니다.

그러나 네트워크에는 교류 전류가 흐르고 전구는 하나의 반 위상에서만 연소됩니다. 빛은 초당 25회씩 빠르게 깜박입니다. 인간의 눈에는 이것이 완전히 보이지 않으며 지속적인 빛으로 인식됩니다. 이러한 상황에서는 역방향 고장이 발생하여 광원이 조기에 고장날 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 역방향 다이오드를 설치하여 전체 네트워크의 균형을 보장합니다.

연결 오류

LED의 내구성에 영향을 미치는 주요 매개변수는 전류이며, 그 값은 각 LED 소자 유형에 대해 엄격하게 표준화되어 있습니다. 최대 전류를 제한하는 일반적인 방법 중 하나는 제한 저항을 사용하는 것입니다. LED 저항은 다이오드 매개변수의 기술적 값과 스위칭 회로의 전압을 사용하여 옴의 법칙을 기반으로 복잡한 계산 없이 계산할 수 있습니다.

LED 켜기의 특징

그러나 발광 소자는 정류 다이오드와 동일한 원리로 작동하지만 독특한 특징을 가지고 있습니다. 그 중 가장 중요한 것은:

1. 역극성 전압에 대한 민감도가 매우 낮습니다. 올바른 극성을 위반하여 회로에 연결된 LED는 거의 즉시 작동하지 않습니다.
2. p-n 접합을 통한 허용 작동 전류 범위가 좁습니다.
3. 온도에 따른 접합 저항의 의존성. 이는 대부분의 반도체 소자에 일반적입니다.

마지막 사항은 담금질 저항을 계산하는 데 기본이므로 더 자세히 논의해야 합니다. 방사 요소에 대한 문서에는 작동 상태를 유지하고 지정된 방사 특성을 제공하는 정격 전류의 허용 범위가 나와 있습니다. 값을 과소평가해도 치명적이지는 않지만 밝기가 약간 감소합니다. 특정 제한 값부터 시작하여 접합을 통과하는 전류 흐름이 멈추고 빛이 나지 않습니다.

과도한 전류는 처음에는 글로우의 밝기를 증가시키지만 서비스 수명은 급격히 감소합니다. 더 증가하면 요소가 고장납니다. 따라서 LED용 저항기 선택은 최악의 조건에서 최대 허용 전류를 제한하는 것을 목표로 합니다.

반도체 접합의 전압은 그 위에서 발생하는 물리적 프로세스에 의해 제한되며 약 1-2V의 좁은 범위에 있습니다. 자동차에 흔히 설치되는 12볼트 발광 다이오드에는 일련의 직렬 연결된 요소 또는 설계에 포함된 제한 회로.

LED에 저항이 필요한 이유는 무엇입니까?

LED를 켤 때 제한 저항을 사용하는 것은 가장 효과적이지는 않지만 허용 가능한 한도 내에서 전류를 제한하는 가장 간단하고 저렴한 솔루션입니다. 이미터 회로에서 전류의 고정밀 안정화를 허용하는 회로 솔루션은 복제하기가 매우 어렵고 기성품은 비용이 많이 듭니다.

저항을 사용하면 조명과 조명을 직접 만들 수 있습니다. 가장 중요한 것은 측정 도구를 사용하는 능력과 최소한의 납땜 기술입니다. 가능한 공차와 온도 변동을 고려하여 적절하게 계산된 리미터를 사용하면 최소한의 비용으로 명시된 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 모두 있습니다.

병렬 연결

이 연결의 장점은 전체 회로에 대해 단 하나의 리미터를 사용한다는 것입니다. 이 장점은 유일한 이점이므로 저급 산업용 제품을 제외하고는 병렬 연결이 거의 발견되지 않습니다. 단점은 다음과 같습니다.

1. 제한 요소의 전력 손실은 병렬로 연결된 LED 수에 비례하여 증가합니다.
2. 요소 매개변수의 분산으로 인해 전류가 고르지 않게 분포됩니다.
3. 이미터 중 하나가 소진되면 병렬 연결된 그룹 전체의 전압 강하가 증가하여 다른 모든 이미터에 눈사태와 같은 오류가 발생합니다.

각 방사 요소를 통과하는 전류가 별도의 저항기에 의해 제한되는 연결은 성능 특성을 다소 증가시킵니다. 보다 정확하게는 제한 저항이 있는 LED로 구성된 개별 회로의 병렬 연결입니다. 가장 큰 장점은 하나 이상의 요소에 장애가 발생하더라도 다른 요소의 작동에 어떤 영향도 미치지 않기 때문에 신뢰성이 더 높다는 것입니다.

단점은 LED 매개변수의 변화와 저항 값의 기술적 허용 오차로 인해 개별 요소의 밝기가 크게 달라질 수 있다는 것입니다. 이 회로에는 많은 수의 무선 요소가 포함되어 있습니다.

개별 리미터를 사용한 병렬 연결은 최소값부터 시작하여 pn 접합의 전압 강하에 의해 제한되는 저전압 회로에 사용됩니다.

직렬 연결

직렬 회로의 확실한 이점은 각 요소를 통과하는 전류의 절대적 평등이기 때문에 방사 요소의 순차 연결이 가장 널리 보급되었습니다. 단일 제한 저항과 다이오드를 통과하는 전류가 동일하므로 전력 손실이 최소화됩니다.

중요한 단점은 요소 중 하나 이상이 실패하면 전체 체인이 작동하지 않게 된다는 것입니다. 직렬 연결에는 증가된 전압이 필요하며, 최소값은 연결된 요소 수에 비례하여 증가합니다.

혼합 포함

혼합 연결을 수행할 때, 여러 개의 병렬 연결된 체인을 사용할 때, 하나의 제한 저항과 여러 LED의 직렬 연결을 수행할 때 많은 수의 이미터를 사용할 수 있습니다.

요소 중 하나가 소손되면 이 요소가 설치된 하나의 회로만 작동하지 않게 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;
• LED 작동 전류;
• 방출 다이오드 양단의 전압 강하(LED 공급 전압).

저항 값은 다음 식으로 결정됩니다.

여기서 U는 저항기의 전압 강하이고 I는 LED를 통과하는 순방향 전류입니다.

LED 전압 강하는 다음 식으로 결정됩니다.

U = Upit -- Usv,

여기서 Upit은 회로 전압이고 Usv는 방출 다이오드의 공칭 전압 강하입니다.

저항기의 LED를 계산하면 표준 값 범위에 속하지 않는 저항 값이 제공됩니다. 더 큰 쪽에서 계산된 값에 가장 가까운 저항을 갖는 저항기를 사용해야 합니다. 이는 가능한 전압 증가를 고려합니다. 일련의 저항에서 다음 값을 취하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 다이오드를 통과하는 전류가 약간 감소하고 글로우의 밝기가 감소하지만 동시에 공급 전압 및 다이오드 저항의 모든 변화가 평준화됩니다(예: 온도 변화 시).

저항 값을 선택하기 전에 다음 공식을 사용하여 지정된 값과 비교하여 전류 및 밝기의 감소 가능성을 평가해야 합니다.

(R -- 첫 번째)R 100%

얻은 값이 5% 미만이면 더 큰 저항을 사용해야 하며, 5~10%이면 더 작은 저항으로 제한할 수 있습니다.

작동 신뢰성에 영향을 미치는 똑같이 중요한 매개변수는 전류 제한 요소의 전력 손실입니다. 저항 섹션을 통과하는 전류로 인해 가열됩니다. 소산될 전력을 결정하려면 다음 공식을 사용하십시오.

허용 전력 손실이 계산된 값을 초과하는 제한 저항기를 사용하십시오.

정격 전류가 20mA이고 전압 강하가 1.7V인 LED가 있습니다. 12V 전압의 회로에 연결해야 합니다.

제한 저항기의 전압 강하는 다음과 같습니다.

유 = 12 - 1.7 = 10.3V

저항기 값:

R = 10.3/0.02 = 515옴.

표준 시리즈에서 가장 가까운 높은 값은 560옴입니다. 이 값을 사용하면 지정된 값에 비해 전류 감소량이 10%보다 약간 적으므로 더 높은 값을 취할 필요가 없습니다.

전력 소비(와트):

P = 10.3 10.3/560 = 0.19W

따라서 이 회로의 경우 허용 전력 손실이 0.25W인 요소를 사용할 수 있습니다.

LED 스트립 연결

LED 스트립은 다양한 공급 전압으로 제공됩니다. 테이프에는 직렬로 연결된 다이오드 체인이 포함되어 있습니다. 다이오드 수와 제한 저항의 저항은 테이프의 공급 전압에 따라 달라집니다.

가장 일반적인 유형의 LED 스트립은 12V 전압의 회로에 연결되도록 설계되었습니다. 여기서는 더 높은 전압 값을 사용하여 작동하는 것도 가능합니다. 저항기를 정확하게 계산하려면 테이프의 단일 섹션을 통해 흐르는 전류를 알아야 합니다.

기술적으로 최소 섹션이 병렬로 연결되어 있으므로 테이프 길이가 늘어나면 비례적으로 전류가 증가합니다. 예를 들어, 세그먼트의 최소 길이가 50cm인 경우 해당 세그먼트 10개 중 5m 테이프에는 전류 소비가 10배 증가해야 합니다.

LED는 적절하고 안정적인 작동을 위해 안정적인 전류가 필요한 비선형 반도체 장치입니다. 과전류로 인해 LED가 손상될 수 있습니다. 이 경우 전원 공급 장치 회로의 가장 간단한 버전은 직렬로 연결된 제한 저항입니다. 프로세스의 물리학을 올바르게 이해한다면 LED 저항기의 공칭 저항과 전력을 계산하는 것은 그리 어려운 작업이 아닙니다. 이러한 계산의 일반 원칙을 살펴본 다음 실제 사례를 몇 가지 구체적으로 살펴보겠습니다.

이론

일반적으로 계획은 다음과 같습니다.

그림 1

"+" 접점과 "-" 접점 사이에 전압이 인가됩니다. 문자 U로 표시하겠습니다. 저항과 LED를 통과하는 전류는 동일하게 흐릅니다. 직렬 연결. 옴의 법칙에 따르면 다음을 얻습니다.

여기서 R은 저항의 저항입니다.

r LED – LED 저항(차동).

여기에서 주어진 전류 I에서 저항 R의 저항을 계산할 수 있는 공식을 표현합니다.

LED r LED의 차동 저항이 무엇인지 알아 봅시다. 이를 위해서는 전류-전압 특성(볼트-암페어 특성)이 필요합니다.

그림 2

그래프에서 볼 수 있듯이 LED의 전류-전압 특성은 비선형적입니다. 간단히 말해서, 직류에 대한 저항 r=U/I는 전압이 증가함에 따라 감소하는 변수 값입니다. 따라서 전류-전압 특성 곡선의 특정 지점에서 다이오드의 저항을 특성화하는 차동 저항 r LED = dU/dI의 개념이 도입되었습니다.

LED의 저항을 계산하기 위해 주어진 전류 I에서 LED U LED의 순방향 전압을 그래프에서 결정합니다. 그런 다음 결과 값을 공식 (2)에 대입하고 다음을 얻습니다.

문제를 해결하는 또 다른 방법은 그래픽입니다.

이를 위해 먼저 LED의 전류-전압 특성 그래프에서 100mA 전류에 해당하는 지점을 표시한 다음(그림 3 참조), 이 지점과 5V에 해당하는 지점을 통과하는 부하선을 그립니다. 세로축과 교차할 때까지 가로축을 가로축으로 합니다. 이 교차점(이 경우 250mA)에 해당하는 전류 값을 결정하고 옴의 법칙에 따라 저항 R = U / I short = 5V / 0.25A = 20Ohm의 저항을 계산합니다. 계산하기 전에 측정 단위를 적절한 형식으로 변환하는 것을 잊지 마십시오.

그림 3

다음 단계는 저항기에 의해 소비되는 전력을 결정하는 것입니다. 이 공식은 학교 물리학을 배우는 모든 사람에게 친숙해야 합니다(옴의 법칙 등).

관행

계산의 다소 구체적인 예를 고려해 봅시다.

초기 데이터: 공급 전압 12V, 흰색 XPE LED()는 그림 1에 제시된 다이어그램에 따라 정격 전류 350mA에서 켜져야 합니다.

데이터 시트에서 350mA 전류에서의 순방향 전압 강하 값을 확인할 수 있습니다(그림 4).

그림 4

표에 따른 일반적인 값은 3.2V입니다. 최대값은 3.9V에 도달할 수 있습니다. 즉, 생산 공정의 결과 직류 전압이 3.2V 또는 3.9V(또는 다른 중간 값)의 LED를 얻을 수 있지만 3.2V를 얻을 확률이 가장 높습니다(원하는 경우 이것이 이 수량의 "수학적 기대값"입니다. 이러한 이유로 일반적으로 일반적인 값이 고려됩니다.

공식 (3)과 계산기를 사용하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.

R=(12-3.2)/0.35"25.1옴.

E24 시리즈에서 가장 가까운 값은 24Ω입니다. 이 저항의 전류 값은 367mA이며 이는 필요한 값보다 5% 더 높습니다. E24 시리즈의 경우에도 5%인 저항 값의 허용 오차를 고려하면 최악의 경우 총 386mA를 얻습니다. 이러한 편차가 허용되지 않으면 회로에 직렬로 또 다른 1Ω 저항을 추가할 수 있습니다. 저항 저항 및 결과 전류의 실제 측정과 함께 이러한 모든 작업을 수행하는 것이 좋습니다. 그렇지 않으면 정확성에 대해 이야기 할 수 없습니다. 24Ω 저항은 25.2Ω까지 오류가 발생할 수 있으며 1Ω을 추가하면 26.2가 되고 LED를 통과하는 전류는 반대 방향으로 "비뚤어집니다".

전류 설정에 높은 정확도가 필요하지 않으며 24Ω 저항이 적합하다고 가정해 보겠습니다.

공식 (4)를 사용하여 저항기에 의해 소비되는 전력을 결정해 보겠습니다.

P=0.367 2 ×24"3.2W.

저항기의 정격 전력 손실은 최소 30%의 여유가 있어야 합니다., 그렇지 않으면 과열됩니다. 그리고 열 제거 조건이 어려운 경우(예: 케이스의 대류가 불량한 경우) 예비력은 훨씬 커야 합니다.

결과적으로 공칭 저항이 24Ω인 5W 저항을 선택했습니다.

결과 조명 장치의 효율성을 평가하려면 전원 회로의 효율성을 계산해야 합니다.

따라서 이러한 전원 공급 회로의 효율은 27%에 불과하다. 이러한 낮은 효율은 12V의 공급 전압이 너무 높거나 오히려 U와 U LED의 차이로 인해 발생합니다. 주변 공간으로의 불필요한 전력 소비로 인해 저항을 사용하여 8.8V를 "냉각"해야 하는 것으로 나타났습니다. 효율성을 높이려면 공급 전압을 줄이거나 순방향 전압이 더 높은 LED를 찾아야 합니다. 또는 여러 LED를 직렬로 켜서 총 강하가 공급 전압에 더 가깝지만 어떠한 경우에도 이를 초과하지 않도록 선택할 수 있습니다.

저항 매거진과 전류계를 사용할 수 있는 경우 저항기에 필요한 저항값을 선택할 수 있습니다. 매거진과 회로의 전류계를 LED와 직렬로 연결하고(가정 저항 대신) 최대 저항 값을 설정한 다음 이를 전압 소스에 연결합니다. 다음으로, 전류가 원하는 값에 도달하거나 LED가 원하는 밝기에 도달할 때까지(기준이 무엇인지에 따라) 저항 값을 줄이기 시작합니다. 남은 것은 매거진에서 저항 값을 읽고 가장 가까운 값을 선택하는 것입니다.

비고

이 계산에서 우리는 온도에 대한 LED 순방향 전압의 의존성을 무시했지만 그러한 의존성이 존재하고 매개 변수 "전압 온도 계수"또는 약어로 TKN이 특징이라는 점을 잊어서는 안됩니다. 그 값은 LED 유형에 따라 다르지만 항상 음수 값을 갖습니다. 이는 수정의 온도가 증가함에 따라 수정의 순방향 전압이 낮아진다는 것을 의미합니다. 예를 들어 위에서 설명한 흰색 XPE LED의 경우 TKN 값(제조업체가 데이터 시트에 제공함)은 -4mV/°C입니다. 따라서 크리스탈 온도가 25°C 증가하면 크리스탈 양단의 순방향 전압은 0.1V 감소합니다.

그림 5

많은 주요 LED 제조업체는 공식 웹사이트에서 다양한 작동 모드(온도, 전류 등에 따라 다름)에서 LED 매개변수를 계산하도록 설계된 "온라인 계산기"라는 특별 서비스를 제공합니다. 이 도구는 계산 절차를 크게 단순화하고 개발자의 시간을 절약해 줍니다.