Приветствуем Вас на нашем сайте. Сегодня в рубрике «Советы и рекомендации» — «Подключение светодиода-расчеты и схемы». В этой публикации мы расскажем о назначении, конструкции и принципе работы светодиода, как производить вычисления для включения этого электронного компонента в цепь и, наконец, как осуществить правильное подключение светодиода, чтобы он долго работал и не перегорел. Итак, поехали…

Назначение и конструкция

Светодиод (СД, СИД, LED) – полупроводниковый прибор, преобразующий электроэнергию в инфракрасное, видимое или ультрафиолетовое световое излучение. Применяется: в качестве индикаторов в электроприборах, источников света для внутреннего и наружного освещения, в подсветке ЖК-экранов, в пультах дистанционного управления. И это только основные области применения светодиодов. Изобретенный в 1961г. американским ученым изобретателем Ником Холоньяком, диод, излучающий свет, так его еще называют, плотно вошел в нашу жизнь. И куда бы не обратили наш взгляд, он обязательно наткнется на сияние этого удивительного прибора.

Также читайте – «Подключение лампы ДНаТ»

Конструктивно классический светодиод состоит из арматуры или подложки, включающей в себя две части (катод и анод) к одной, из которых (катоду), прикреплен полупроводниковый кристалл поверхностью n-типа. Противоположная поверхность р-типа соединена проводником с анодом. Вся конструкция заключена в эпоксидный корпус, образующий линзу.

Подключение светодиода

Стечением времени разновидность СИД расширяется, существуют такие как: DIP, SMD, филаментные, СОВ. Все они имеют разное назначение, но схожи по механизму работы. Все большее распространение набирают LED, с принципом действия схожим с работой лампой дневного света. А именно, кристалл СД производит излучение синего или ультрафиолетового спектра, которое попадая на специальное покрытие – люминофор, вызывают его свечение.

Подключение светодиода-расчеты и схемы

Подключение светодиода – принцип действия

Принцип действия светодиода основан на рекомбинации электронов и дырок, в процессе которой происходит выброс фотонов ввиду их перехода из одного энергетического уровня на другой. Проще говоря, при подключении р-n переход, построенный на комбинации определенных полупроводниковых материалов, начинает излучать свет. Стоит обратить внимание, что свечение происходит только при «прямом» прохождении электротока.

Вас может заинтересовать – «Подключение лампы ДРЛ».

Сегодня отечественная и зарубежная промышленность производит огромное количество СИД с разнообразным спектром излучения. Это стало возможным с применением различных неорганических полупроводниковых материалов. Ниже приведена таблица, в которой показана зависимость излучаемого спектра от примененных материалов.

Подключение светодиода

Расчет ограничительного сопротивления для подключения светодиода.

Превышение номинального тока на светодиоде, как правило, приводит к перегреву кристалла и, как следствие его выходу из строя. Поэтому, прежде чем подключить СД к источнику питания, необходимо последовательно с ним подключить ограничивающий резистор, который рассчитывается по двум параметрам – сопротивлению и мощности. Вычисление сопротивления производится по формуле:

Подключение светодиода-расчеты и схемы

Где R – рассчитываемое сопротивление Ом; U – напряжение питания В; Uled – прямое падение напряжения на светодиоде (прописано в даташит) В и I – номинальный ток (прописано в даташит) А. После получения результата, подбираем ближайший (в большую сторону) по значению резистор из ряда Е24.

Подключение светодиода

Это интересно – «Способы использования электроэнергии».

Затем вычисляем мощность рассеивания сопротивления, она определяется по формуле:

Подключение светодиода-расчеты и схемы

Не надо пренебрегать этим параметром, слишком низкая мощность резистора, как правило, приводит к его выходу из строя.

Подключение светодиода – способы и схемы

Подключение светодиода к блоку питания или в цепь индикации сводится к правильной определении полярности СИД и, как говорилось выше, подбору ограничивающего резистора. Про второе написано выше, а как правильно определить полярность читайте далее. Итак, обычно индикаторные светодиоды имеют два вывода, плюс и минус или анод и катод соответственно. У DIP LED минусовой вывод всегда короче плюсового. У SMD в районе катода выполнен срез (ключ). Но самый надежный способ определить, где плюс и минус — «прозвонить» мультиметром. В режиме проверки диода при подключении черного щупа COM к плюсу, а красного к минусу показания на дисплее тестера изменится, а светодиод загорится. Все просто!

Подключение светодиода-расчеты и схемы

Наконец, настало время выполнить подключение светодиода к блоку питания. Смотрим на схему и смело подключаем.

Подключение светодиода-расчеты и схемы

Мощные LED, как правило, подключаются через драйверы. Здесь не требуется ограничивать ток, и СД подсоединяется напрямую без дополнительных радиоэлементов. Единственным условием такого подключения является то, что ток драйвера должен быть равен или ниже номинального тока диода.

Теперь давайте рассмотрим варианты подключения нескольких излучающих диодов одновременно. Существует три вида соединений: последовательное, параллельное и смешанное.

При последовательном соединении через каждый элемент протекает одинаковый по величине ток, при условии, что все элементы одного типа. Падения напряжения в этом случае складываются.

Подключение светодиода

При параллельном – происходит в точности до наоборот, токи складываются, а падения остаются. При этом методе на каждый светодиод необходимо свое ограничивающее сопротивление.

Подключение светодиода-расчеты и схемы

При смешанном – оба способа объединяются.

Подключение к сети 220в

Подключение светодиода

Иногда возникает необходимость подключения светодиода к сети 220в. Реализовать такую схему тоже достаточно просто. Кроме ограничивающего резистора, требуется включение в схему диода, защищающего светодиод от обратного напряжения. Параметры ограничителя вычисляются по формулам:

Подключение светодиода-расчеты и схемы