Свързване на светодиод към 12 волта

Светодиодът е надежден елемент, който ще работи ефективно само ако е инсталиран правилно. Включването на 12-волтовия светодиод трябва да се извършва с особено внимание. Така че, трябва да има токоограничаващ резистор, не трябва да забравяме за полярността, както и използването на същите диоди в една верига.

Какво е

Светодиодите отдавна са популярни осветителни тела. Това се дължи на тяхната отлична енергийна ефективност и дълъг експлоатационен живот (в сравнение с конвенционалните крушки). Освен това цените продължават да падат, тъй като производството на тези артикули се увеличава.

Основни предимства:

• издръжливост - до 10 години непрекъснато сияние;
• здравина - не се страхува от удари и вибрации;
• разнообразие - много размери и цветове на блясък;
• ниска консумация на енергия - около 10 пъти по-икономична от обикновена крушка с подобни характеристики;
• пожарна безопасност - поради ниската консумация на енергия, те не се прегряват, следователно не са в състояние да причинят пожар.

LED (light emitting diode) е съкращение от светлинен диод. От училищния курс по физика се знае, че е полярна. Следователно светодиодът няма да работи, ако не се спазва полярността, а също така има възможност за неговото изгаряне (ще възникне повреда). Обратното напрежение на пробив на полупроводниковата структура е 4-5 волта. В същото време той все още може да работи с правилната връзка, но в него ще започнат разрушителни процеси, което значително ще намали експлоатационния живот.

LED елемент в близък план

Най-просто казано, диодът, излъчващ светлина (LED) е полупроводниково устройство, което свети, когато през него преминава електрически ток. Тъй като светлината се генерира в твърд полупроводников материал, светодиодите се описват като твърдотелни устройства. Терминът "твърдотелно осветление" отличава тази технология от други източници, които използват нагрети нишки (нажежаема жичка и волфрам-халоген), както и газоразрядни (флуоресцентни лампи).

Как да изберем светодиод за свързване към 12 волта

Необходимият тип диоди се избира въз основа на конкретни задачи. На пазара има много опции, от индикатор до тежък режим. За да осветите бутоните и индикаторите на арматурното табло в автомобил, можете да използвате диоди с ниска мощност. За осветяване на интериора на апартамент или кола се използват прости супер ярки.За монтаж в оптика на главата, дневни фарове на автомобили или фенерчета, са инсталирани мощни светодиоди.

От техническа гледна точка няма ограничения за консумация на мощност и ток. Основното е, че напрежението на диода не надвишава напрежението на захранването.

Важен фактор е размерът и формата на кутията. В зависимост от предназначението могат да се използват кръгли диоди или части за повърхностен монтаж (SMD). Всичко зависи от нуждите и задачите.

Какви диоди могат да бъдат свързани към 12 волта

Практически няма ограничение на напрежението за светодиодите. Следователно почти всеки от тях може да бъде свързан към 12 волта. Основното нещо е да спазвате правилата. LED крушките обикновено изискват 1,5 до 3,5 волта в зависимост от цвета и яркостта. Ако видите 12 волтов диод, излъчващ светлина на тезгяха на магазина, тогава всъщност ви се предлага комплект от няколко кристала, свързани последователно.

Опции за свързване

Време е да се запознаете с основните опции за свързване.

към един резистор

Типична схема на свързване.

Както вече разбрахме по-горе, светодиодът има полярност. Следователно, той е свързан към DC захранване. Най-често срещаните типове консумират около 10-20 mA. Всъщност това е основната характеристика на частта. Вторият параметър показва спада на напрежението. За обикновените светодиоди е в диапазона от 2-4 V.

Единствената правилна схема на свързване е с резистор за ограничаване на тока. Избира се според закона на Ом. Съпротивлението се изчислява като разликата между напрежението на източника и спада на напрежението, разделена на произведението на максималния ток на диода и коефициента на безопасност (обикновено 0,75).

Законът на Ом: "Количеството на тока в секцията на веригата е право пропорционално на напрежението, приложено към тази секция, и обратно пропорционално на нейното съпротивление."

Също така е необходимо да се изчисли мощността на резистора. Изчислява се по проста формула: разликата между напрежението на източника и спада на напрежението на квадрат, разделена на съпротивлението в ома.

Серийно свързване на няколко светодиода

Схематична схема на серийно свързване.

Серийното свързване е инсталирането на два или повече светодиода в един ред. Тази схема също използва единичен токоограничаващ резистор. Формулата за изчисление е подобна за един диод, но спадът на напрежението се сумира.

Например, нека вземем нашия теоретичен бял светодиод при 3 волта и 20 mA. Свързваме три модула последователно. Така сумата от нашия спад на напрежението ще бъде 9 волта. Остатъкът от три волта се разделя на силата на тока от 0,02 ампера с коефициент на надеждност 0,75. В резултат на това откриваме, че имаме нужда от един резистор 200 ома.

Всеки диод към отделен резистор

Схематична схема на паралелно свързване.

В тази схема всеки светодиод е свързан към плюса и минуса на захранването. Въпреки факта, че в мрежата могат да се намерят схеми с един общ резистор, на практика такова решение е непрактично. Дори в една и съща партида диодите се различават по отношение на консумацията на ток и спада на напрежението. В резултат на това получаваме различна интензивност на сиянието на диодите. Съпротивлението се изчислява за всеки диод поотделно.

Как да разберете полярността на светодиода

Поглеждайки към обикновен кръгъл диод, излъчващ светлина, можете да видите, че двата му изхода имат различни дължини. Така катодът и анодът са обозначени.Анодът е по-дълъг и е свързан към положителния изход на батерията или захранването, а катодът към отрицателния.

Също така, катодът на някои видове кутии може да бъде маркиран с малък рязане. Има изключения, така че винаги си струва да изучавате инструкциите за конкретен диод.

Как да се свържете към 12 волта

Визуална схема на свързване.

Схемата за свързване на светодиод към източник на захранване 12 V не се различава от стандартната, но е необходима изчислете съпротивлението и мощността на резистора. За проверка или предварителен тест на сглобката е достатъчен един резистор 1 kΩ.

Например, нека вземем най-често срещания тип LED - бял с максимален ток от 20 mA. Всъщност напрежението не играе особена роля. Основното е, че токът не надвишава максимално разрешените параметри. Спадът на напрежението, в зависимост от модела, е от 1,8 до 3,6 V. За удобство на изчисленията вземаме 3 волта.

Устойчивост за светодиоди

Формулата за изчисляване на съпротивлението.

Изчисляваме параметрите:

• Разликата между захранващото напрежение и спада на напрежението е 12-3=9.
• Произведението на максималния ток (ампера) и коефициента на надеждност е 0,02*0,75=0,015.
• Изчисляваме съпротивлението (kΩ) - 9 / 0,015 \u003d 600 (kΩ).

Формула за изчисляване на мощността.

Изчисляване на мощността на резистора:

• Разликата между захранващото напрежение и спада на напрежението е 12-3=9.
• Според формулата квадратираме - 9 * 9 = 81.
• Разделяме на съпротивлението на резистора в ома - 81/600 \u003d 0,135 W.

Така резисторът MRS25 (0,6 W, 600 Ohm, ± 1%) е идеален за нас. Към средата на 2020 г. цената му е около 8 рубли. Обикновено няма нужда да се изчислява мощността на резистора. Важно е обаче да направите това, за да тествате бъдеща конструкция.

Свързване на мощни LED диоди към 12V

При свързване на съвременни мощни кристали или техни възли принципът не се променя. Във веригата трябва да присъства и гасящ резистор. Например, можете да вземете светодиода, който е популярен в китайските търговски зали. Това е съвкупност от няколко кристала, свързани паралелно. Токът е 350 mA, а напрежението все още е 3,4 волта.

Замествайки параметрите в нашите формули, лесно можем да разберем, че трябва да инсталираме резистор със съпротивление 32 ома и мощност 2,2 вата.

Ефективна връзка с един IP

По-горе вече разбрахме, че неограничен брой светодиоди могат да се захранват от един източник на захранване. Основното нещо е да имате достатъчно мощност. Въпреки това, простото свързване на крушки успоредно с резистор за всяка от тях е неефективно. От предишната точка видяхме, че повече от 2/3 от мощността се разсейва в токоограничаващия резистор. Ето защо често възниква въпросът колко светодиода могат да бъдат свързани към 12 V.

Най-ефективната връзка с 12 волта е поредица от три светодиода последователно с един резистор. Всички LED ленти, захранвани от 12 V захранване, се произвеждат по същата схема.

Проблеми с връзката

Схематична схема на свързване на светодиоди.

Схематична диаграма на LED свързване:

1. Не използвайте резистор за ограничаване на тока. Тъй като твърде много ток ще премине през светодиода, той скоро ще се провали.
2. Серийна връзка без резистор. Дори ако смятате, че захранването на четири 3V резистора в 12V мрежа е добра идея, грешите. Поради слабия контрол на силата на тока, елементите бързо се разрушават.
3. Използване на един резистор при паралелно свързване на диоди. Поради разликите в характеристиките, диодите ще светят с различна интензивност. Увеличава скоростта на унищожаване.

Съветваме ви да гледате видеоклип на тема: Правилно свързване на светодиоди.

Заключение

Надеждността на светодиодите е много по-висока от лампите с нажежаема жичка и газоразрядните модели, но само когато са свързани правилно. Следователно, не трябва да забравяме за необходимостта от токоограничаващ резистор, който е избран в проста форма. Полярността също е задължителна, особено при монтиране на диода към 12-волтова мрежа.