формулы подбора гасящего сопротивления для 12в
Светодиоды разных оттенков цвета имеют разные по величине прямые рабочие напряжения. Они задаются выбором токоограничивающего сопротивления светодиода. Чтобы вывести световой прибор на номинальный режим, нужно запитать p-n переход рабочим током. Для этого производят расчет резистора для светодиода.
Таблица напряжения светодиодов в зависимости от цвета
Рабочие напряжения светодиодов разные. Они зависят от материалов полупроводникового p-n перехода и связаны с длиной волны излучения света, т.е. оттенка цвета свечения.
Таблица номинальных режимов разных оттенков цвета для расчета гасящего сопротивления приведена ниже.
| Цвет свечения | Прямое напряжение, В |
|---|---|
| Оттенки белого | 3–3,7 |
| Красный | 1,6-2,03 |
| Оранжевый | 2,03-2,1 |
| Желтый | 2,1-2,2 |
| Зеленый | 2,2-3,5 |
| Синий | 2,5-3,7 |
| Фиолетовый | 2,8-4,04 |
| Инфракрасный | Не более 1,9 |
| Ультрафиолетовый | 3,1-4,4 |
Из таблицы видно, что на 3 вольта можно включать излучатели всех видов свечения, кроме устройств с белым оттенком, частично фиолетовых и всех ультрафиолетовых.
Это вязано с тем, что нужно какую-то часть напряжения источника питания «израсходовать» на ограничение тока через кристалл.
При источниках питания 5, 9 или 12 В можно питать единичные диоды или последовательные их цепочки из 3 и 5-6 штук.
Последовательные цепочки снижают надежность устройств, в которых они используются, примерно в число раз, соответствующее количеству светодиодов. А параллельное включение повышает надежность в той же пропорции: 2 цепочки – в 2 раза, 3 – в 3 раза и т.д.
Но небывалая для источников света длительность их работы от 30-50 до 130-150 тысяч часов оправдывает падение надежности, т.к. от нее зависит срок службы устройства. Даже 30-50 тыс. часов работы по 5 часов в сутки – 4 часа вечером и 1 утром каждый день — это 16-27 лет работы. За это время большинство светильников морально устареет и будет утилизировано. Поэтому последовательное соединение широко используется всеми производителями светодиодных устройств.
Онлайн калькулятор для расчета светодиодов
Для автоматического расчета понадобятся следующие данные:
- напряжение источника или блока питания, В;
- номинальное прямое напряжение устройства, В;
- прямой номинальный рабочий ток, мА;
- количество светодиодов в цепочке или включенных параллельно;
- схема подключения светодиода(ов).
Исходные данные можно взять из паспорта диода.
После введения их в соответствующие окна калькулятора нажмите на кнопку «Рассчитать» и получите номинальное значение резистора и его мощность.
Расчет величины резистора-токоограничителя
На практике используют два вида расчета – графический, по ВАХ – вольтамперной характеристике конкретного диода, и математический – по его паспортным данным.
Принципиальная электрическая схема подключения излучателя к источнику питания.
На рисунке:
- Е – источник питания, имеющий на выходе величину Е;
- «+»/«–» – полярность подключения светодиода: «+» – анод, на схемах показывается треугольником, «-» – катод, на схемах – поперечная черточка;
- R – токоограничивающее сопротивление;
- Uled – прямое, оно же рабочее напряжение;
- I – рабочий ток через прибор;
- напряжение на резисторе обозначим как UR.
Тогда схема для расчета примет вид:
Схема для расчета резистора.
Рассчитаем сопротивление для ограничения тока. Напряжение U в цепи распределится так:
U = UR + Uled или UR + I × Rled, в вольтах,
где Rled– внутреннее дифференциальное сопротивление p-n перехода.
Математическими преобразованиями получаем формулу:
R = (U-Uled)/I, в Ом.
Величину Uled можно подобрать из паспортных значений.
Проведем расчет величины токоограничивающего резистора для LED производства компании Cree модели Cree XM–L, имеющий бин T6.
Его паспортные данные: типовое номинальное ULED = 2,9 В, максимальное ULED = 3,5 В, рабочий ток ILED=0,7 А.
Для расчета используем ULED = 2,9 В.
R = (U-Uled)/I = (5-2,9)/0,7 = 3 Ом.
Рассчитанная величина равна 3 Ом. Выбираем элемент с допуском точности ± 5%. Этой точности с избытком хватит чтобы установить рабочую точку на 700 мА.
Округлять величину сопротивления следует в большую сторону. Это уменьшит ток, световой поток диода и повысит надежность работы более щадящим тепловым режимом кристалла.
Рассчитаем требуемую мощность рассеивания для этого резистора:
P = I² × R = 0,7² × 3 = 1,47 Вт
Для надежности округлим ее до ближайшей большей величины – 2 Вт.
Схемы последовательного и параллельного включения LED широко используются и показывают особенности этих видов соединения. Последовательное включение одинаковых элементов делит напряжение источника поровну между ними. При разных внутренних сопротивлениях – пропорционально сопротивлениям. При параллельном соединении напряжение одинаковое, а ток – обратно пропорционален внутренним сопротивлениям элементов.
При последовательном соединении LED
При последовательном соединении первый в цепочке диод анодом соединен с «+» источника питания, а катодом – с анодом второго диода. И так до последнего в цепочке, катод которого соединен с «-» источника. Ток в последовательной цепи один и тот же во всех ее элементах. Т.е. через любой световой прибор он одной и той же величины. Внутреннее сопротивление открытого, т.е. излучающего свет кристалла, составляет десятки или сотни ом. Если через цепочку течет 15-20 мА при сопротивлении 100 Ом, то на каждом элементе будет по 1,5-2 В. Сумма напряжений на всех приборах должна быть меньше, чем у источника питания. Разницу обычно гасят специальным резистором, который выполняет две функции:
- ограничивает номинальный рабочий ток;
- обеспечивает номинальное прямое напряжение на светодиоде.
Читайте также
Подключение светодиода к 12 вольтам
При параллельном соединении
Параллельное включение может быть выполнено двумя способами.
Электрическая схема параллельного соединения.
Верхняя картинка показывает как включать не желательно. При таком подключении одно сопротивление обеспечит равенство токов только при идеальных кристаллах и одинаковой длине подводящих проводников. Но разброс параметров полупроводниковых приборов при изготовлении не позволяет сделать их одинаковыми. А подбор одинаковых – резко увеличивает цену. Разница может достигать 50-70% и более. Собрав конструкцию, получите разницу в свечении не менее 50-70%. Кроме того, выход из строя одного излучателя изменит работу всех: при обрыве цепи один погаснет, остальные станут светить ярче на 33% и станут больше греться. Перегрев будет способствовать их деградации – изменению оттенка свечения и уменьшению яркости.
В случае короткого замыкания в результате перегрева и сгорания кристалла возможен выход из строя токоограничивающего сопротивления.
Нижний вариант позволяет задать нужную рабочую точку любого диода даже при их разной номинальной мощности.
Схема последовательно-параллельного соединения устройств.
На напряжение 4,5 В последовательно подсоединяют по три LED-элемента и одно токоограничивающее сопротивление. Получившиеся цепочки соединяют параллельно. Через каждый диод течет 20 мА, а через все вместе – 60 мА. На каждом из них получается меньше, чем 1,5 В, а на токоограничителе – не менее, чем 0,2-0,5 В. Интересно, что если использовать источник питания 4,5 В, то с ним работать смогут только инфракрасные диоды с прямым напряжением менее 1,5 В, или нужно увеличивать питание хотя бы до 5 В.
Непосредственно параллельное соединение LED-элементов (верхняя часть схемы) использовать не рекомендуется из-за разброса параметров в 30-50% и более. Используют схему с индивидуальными сопротивлениями на каждый диод (нижняя часть) и соединяют уже пары диод-резистор параллельно.
Когда один светодиод
Резистор для одиночного LED используется только при их мощностях до 50-100 мВт. При больших значениях мощности заметно уменьшается КПД схемы питания.
Если прямое рабочее напряжение диода значительно меньше напряжения источника питания, применение ограничительного резистора ведет к большим потерям. Электроэнергия высокого качества и стабильности, с тщательно отфильтрованными пульсациями, обеспеченная 3-5 видами защиты блока питания не преобразуется в свет, а просто пассивно рассеивается в виде тепла.
На больших мощностях в ход идут драйверы – стабилизаторы тока номинальной величины.
Использование токоограничивающего резистора для задания рабочих характеристик светодиода – простой и надежный способ обеспечить его работу в оптимальном режиме.
Видео-примеры простейшего расчета сопротивления.
Но при мощности диода более сотни милливатт нужно применять автономные или встроенные источники стабилизации тока или драйверы.
SMD светодиоды – характеристики, даташиты, онлайн калькулятор
Воспользовавшись справочными данными из нижеприведенной таблицы с техническими характеристиками наиболее популярных SMD светодиодов, Вы сможете при самостоятельном изготовлении подсветок и светильников, или, покупая готовые источники света, рассчитать и оценить их светотехнические возможности. С помощью данных из таблицы сможете определить параметры светодиодной ленты в случае отсутствия на ней маркировки.
Кликнув по надписи синего цвета, обозначающей типа светодиода, Вы можете ознакомиться с даташитом от производителя, хранящегося непосредственно на сайте. В даташитах приведены более подробные технические характеристики обыкновенных и сверхярких светодиодов с учетом величины протекающего через них тока и температуры окружающей среды.
Электрическая схема расположения кристаллов в светодиоде LED-RGB-SMD5050 и схема его включения в светодиодной ленте приведена в статье сайта Подключение RGB светодиодных лент.
В настоящее время подавляющее число ламп, светильников, светодиодных лент и модулей изготовлены с использованием одного из типов светодиодов, приведенных в таблице. Срок службы SMD светодиодов по заявлению производителей составляет не менее 80000 часов.
Калькулятор для расчета
параметров токоограничивающего резистора для LED
При самостоятельном изготовлении светодиодных источников света и светильников необходимо рассчитать номинал и мощность токоограничивающего резистора. Для упрощения этой задачи представляю в помощь специальный онлайн калькулятор, с помощью которого Вы сможете рассчитать сопротивление и мощность требуемого резистора в зависимости от типа светодиода, их количества и напряжения источника питания. Параметр «Напряжение падения на одном LED» берется наибольшее значение из последней колонки таблицы, «Максимально допустимый ток через LED» из предпоследней колонки.
Если в наличии нет резистора нужной мощности, то его можно заменить несколькими резисторами одинакового номинала меньшей мощности, включив их последовательно или параллельно. При этом мощность, рассеиваемая на одном резисторе, будет равна расчетной мощности, деленной на количество резисторов. Величина резисторов при последовательном включении уменьшится и будет равна расчетной величине, деленной на количество резисторов. При параллельном включении нужно брать резисторы, номиналом, равным требуемому умноженному на количество резисторов.
Например, в результате расчета необходим резистор мощностью 1 ватт и номиналом 200 Ом. Этот резистор можно заменить четырьмя включенными последовательно резисторами мощностью 0,25 ватт номиналом по 50 Ом. При этом если светодиодов, например, пять, то впаять резисторы можно по одному между диодами.
Подключать непосредственно к источнику питания, батарейке или аккумулятору один или несколько соединенных последовательно светодиодов без токоограничивающего резистора недопустимо, так как это приведет к выходу их из строя.
При питании светодиодов от аккумулятора (батарейки), необходимо учесть, что во время работы светодиодов происходит, в зависимости от степени разряда и емкости аккумулятора, снижение напряжения на его выводах до 20%. Если напряжение холостого хода аккумулятора будет близко к напряжению падения на светодиоде, то он будет светить с пониженной яркостью.
Онлайн калькуляторы для определения номинала резисторов
по цветовой маркировке
Если номинал резистора на корпусе обозначен в виде четырех или пяти цветных колец, то величину его можно определить с помощью одного из нижеприведенного онлайн калькулятора.
Онлайн калькулятор для определения сопротивления резисторов
маркированных 4 цветными кольцами
Онлайн калькулятор для определения сопротивления резисторов маркированных
5 цветными кольцами
Игорь 06.03.2017
Александр, здравствуй!
Подскажи, будь добр, 12 светодиодов мощностью 3 вата будет 36 ватт. А начинаешь считать по формуле получается другое, 12×3,4В=40,8В×0,7А=28,56 вата.
И ещё, рекомендуют драйвер на 0,6 А, а прислали на ток 0,5 А, говорят пойдёт. Так, то всё работает, но почему драйвер не перегорает?
И ещё, советуют драйвер брать на 20-30% мощнее, то получается что который прислали подходит?
Здравствуйте, Игорь.
3 ватта – это паспортная потребляемая мощность светодиода. Расчетная – это реальная. При этом надо учесть, что 3,4 В это тоже справочное значение напряжения и может на практике отличаться, быть от 3,2 до 3,8. Так что рассчитываете вы все правильно.
Чем на меньший ток рассчитан драйвер, тем слабее будут светить светодиоды, так как падение напряжения на них будет прежним.
Драйвер должен быть рассчитан не только на ток, но и иметь запас по напряжению. Для вашего случая напряжение должно быть около 55 В, если меньше 40 вольт, то светодиоды могут и не засветить. Если напряжения недостаточно, то нужно уменьшить количество последовательно соединенных светодиодов, например, до 8. Тогда заработают.
Драйвер, рассчитанный на меньший ток, чем номинальный для светодиодов брать можно, просто яркость свечения светодиодов будут немного меньше. Это как раз Ваш случай. А вот на больший ток недопустимо, так как от перегрева кристалла светодиоды быстро выйдут из строя.
Запас по мощности рекомендуется для блоков питания, для драйверов мощность должна быть равна расчетной.
Проверка диодов | Fluke
Проверка диодов цифровым мультиметром выполняется одним из двух способов:
- Режим проверки диодов: рекомендуется в большинстве случаев.
- Режим измерения сопротивления: обычно используется в тех случаях, когда на мультиметре не предусмотрен режим проверки диодов.
Примечание. В некоторых случаях для проверки требуется отсоединить один выход диода от цепи.
Что необходимо знать о проверке диодов в режиме измерения сопротивления:
- Не всегда позволяет определить, исправен диод или нет.
- Проверку в таком режиме не рекомендуется проводить для подключенного к цепи диода, поскольку показания могут быть ошибочными.
- В некоторых областях применения этот режим МОЖНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ для подтверждения неисправности диода после того, как проверка диодов выявила неисправность.
Для оптимальной проверки необходимо измерить падение напряжения на диоде при прямом смещении. Диод с прямым смещением действует как замкнутый переключатель, который обеспечивает прохождение тока.
В режиме проверки диодов мультиметр создает небольшое напряжение между измерительными проводами. Мультиметр показывает падение напряжения, когда измерительные провода подключены к диоду с прямым смещением. Проверку диодов следует выполнять следующим образом:
- Убедитесь, что a) в цепь не поступает питание, и б) на диоде отсутствует напряжение. Напряжение в цепи может присутствовать из-за заряженных конденсаторов. В этом случае необходимо разрядить конденсаторы. В соответствии с требованиями настройте мультиметр на измерение напряжения переменного или постоянного тока.
- Переведите регулятор (поворотный переключатель) в положение режима проверки диодов ( ). Эта функция на регуляторе может быть совмещена с другой функцией.
- Подсоедините измерительные провода к диоду. Запишите полученный результат.
- Поменяйте местами измерительные провода. Запишите полученный результат.
Анализ результатов проверки диодов
- Для наиболее распространенных кремниевых диодов падение напряжения составляет от 0,5 до 0,8 В, что свидетельствует об исправности диода с прямым смещением. Падение напряжения на некоторых германиевых диодах составляет от 0,2 до 0,3 В.
- При обратном смещении исправного диода на экране мультиметра отображается OL. OL указывает на то, что диод работает как разомкнутый переключатель.
- Неисправный диод (с обрывом) делает невозможным прохождение тока в любом направлении. Если диод имеет обрыв, мультиметр отображает OL для обоих направлений.
- На диоде с коротким замыканием наблюдается одинаковое падение напряжения (приблизительно 0,4 В) в обоих направлениях.
Мультиметр в режиме измерения сопротивления (Ω) можно использовать для проведения дополнительной проверки диода или, как уже говорилось ранее, в тех случаях, если на мультиметре не предусмотрен режим проверки диода.
Диод имеет прямое смещение, если положительный (красный) измерительный провод подсоединен к аноду, а отрицательный (черный) измерительный провод — к катоду.
- Сопротивление исправного диода с прямым смещением должно находиться в диапазоне от 1000 Ом до 10 МОм.
- При прямом смещении диода показания сопротивления будут высокими, так как ток от мультиметра проходит через диод, результатом чего становится высокое сопротивление, которое требуется для проверки.
Диод имеет обратное смещение, если положительный (красный) измерительный провод подсоединен к катоду, а отрицательный (черный) измерительный провод — к аноду.
- Если диод с обратным смещением исправен, на мультиметре отображается OL. Диод неисправен, если показания одинаковы для обоих направлений.
Проверку в режиме измерения сопротивления следует выполнять следующим образом:
- Убедитесь, что a) в цепь не поступает питание, и б) на диоде отсутствует напряжение. Напряжение в цепи может присутствовать из-за заряженных конденсаторов. В этом случае необходимо разрядить конденсаторы. В соответствии с требованиями настройте мультиметр на измерение напряжения переменного или постоянного тока.
- Переведите регулятор в положение измерения сопротивления (Ω). Эта функция на регуляторе может быть совмещена с другой функцией.
- Отсоедините диод от цепи и подключите к нему измерительные провода. Запишите полученный результат.
- Поменяйте местами измерительные провода. Запишите полученный результат.
- Для получения достоверных результатов сравните показания, полученные в режиме измерения сопротивления, с показаниями для известного исправного диода.
Ссылка: Digital Multimeter Principles by Glen A. Mazur, American Technical Publishers.
Подберите подходящий мультиметрSKAT LT-301200 LED Li-ion: фото, характеристики, сертификаты
Код товара: 2452
Li-Ion АКБ 1200 мАч, 30 светодиодов, 2 режима работы, время резерва до 3/6 часов, поворотные кронштейны для потолочного крепления, 3 варианта настенного крепления, защита АКБ от перезаряда и глубокого разряда, яркие светодиоды.
Гарантия: 3 года
ХарактеристикиТехнические характеристики SKAT LT-301200 LED Li-ion
| 1 | Напряжение питающей сети 220 В, частотой 50±1 Гц с пределами изменения, В | 187…242 | |
| 2 | Количество светодиодов в светильнике, шт | 30 | |
| 3 | Сила света, мКд | 30х2500 | |
| 4 | |||
| 5 | Габаритные размеры ШхГхВ, не более, мм | без упаковки | 205х65х30 |
| в упаковке | 210х75х40 | ||
| 6 | Масса, НЕТТО (БРУТТО), кг, не более | 0,20 (0,23) | |
| 7 | Диапазон рабочих температур, °С | +5…+40 | |
| 8 | Относительная влажность воздуха при 25 °С, %, не более | 80 | |
| 9 | Степень защиты оболочкой по ГОСТ 14254-96 | IP20 | |
Код товара: 2452
Li-Ion АКБ 1200 мАч, 30 светодиодов, 2 режима работы, время резерва до 3/6 часов, поворотные кронштейны для потолочного крепления, 3 варианта настенного крепления, защита АКБ от перезаряда и глубокого разряда, яркие светодиоды.
Гарантия: 3 года
- Автоматическая зарядка аккумулятора от сети
- Используется для аварийного освещения путей эвакуации и рабочих мест
Особенности
Преимущества аккумулятора Li-ion
| высокий уровень удельной ёмкости и плотности разрядного тока |
длительный срок службы (до 10 лет) |
||
| минимальный саморазряд (при 20 °С — не более 3% в год) |
Технические характеристики SKAT LT-301200 LED Li-ion
| 1 | Напряжение питающей сети 220 В, частотой 50±1 Гц с пределами изменения, В | 187…242 | |
| 2 | Количество светодиодов в светильнике, шт | 30 | |
| 3 | Сила света, мКд | 30х2500 | |
| 4 | Аккумулятор резервного питания встроенный Li-ion, тип 18650 напряжением 3,7 В ёмкостью 1200 мАч | ||
| 5 | Габаритные размеры ШхГхВ, не более, мм | без упаковки | 205х65х30 |
| в упаковке | 210х75х40 | ||
| 6 | Масса, НЕТТО (БРУТТО), кг, не более | 0,20 (0,23) | |
| 7 | Диапазон рабочих температур, °С | +5…+40 | |
| 8 | Относительная влажность воздуха при 25 °С, %, не более | 80 | |
| 9 | Степень защиты оболочкой по ГОСТ 14254-96 | IP20 | |
Статьи по теме
Вопросы и ответы
Li-Ion АКБ 1200 мАч, 30 светодиодов, 2 режима работы, время резерва до 3/6 часов, поворотные кронштейны для потолочного крепления, 3 варианта настенного крепления, защита АКБ от перезаряда и глубокого разряда, яркие светодиоды.
Гарантия: 3 года
Код товара: 2452
Цена с НДС
1 080
Светильник аварийного освещения SKAT LT-301200 LED Li-ion непостоянного свечения на базе 30 сверхъярких светодиодов с повышенной светоотдачей и большим сроком службы предназначен для обеспечения эвакуационного и резервного освещения в случае прекращения подачи электроэнергии.
- Автоматическая зарядка аккумулятора от сети
- Используется для аварийного освещения путей эвакуации и рабочих мест
Особенности
Преимущества аккумулятора Li-ion
| высокий уровень удельной ёмкости и плотности разрядного тока |
длительный срок службы (до 10 лет) |
||
| минимальный саморазряд (при 20 °С — не более 3% в год) |
Технические характеристики SKAT LT-301200 LED Li-ion
| 1 | Напряжение питающей сети 220 В, частотой 50±1 Гц с пределами изменения, В | 187…242 | |
| 2 | Количество светодиодов в светильнике, шт | 30 | |
| 3 | Сила света, мКд | 30х2500 | |
| 4 | Аккумулятор резервного питания встроенный Li-ion, тип 18650 напряжением 3,7 В ёмкостью 1200 мАч | ||
| 5 | Габаритные размеры ШхГхВ, не более, мм | без упаковки | 205х65х30 |
| в упаковке | 210х75х40 | ||
| 6 | Масса, НЕТТО (БРУТТО), кг, не более | 0,20 (0,23) | |
| 7 | Диапазон рабочих температур, °С | +5…+40 | |
| 8 | Относительная влажность воздуха при 25 °С, %, не более | 80 | |
| 9 | Степень защиты оболочкой по ГОСТ 14254-96 | IP20 | |
Расчет сопротивления для диодов
Часто при изготовлении разнообразных устройств возникает необходимость использовать светодиоды и светодиодные индикаторы. Подключение светодиода к источнику питания выполняется, как правило, через ограничивающий ток резистор (гасящий резистор). Ниже описаны принципы и формулы для расчета гасящего резистора, а также небольшой калькулятор для быстрого подсчета.
Расчет гасящего резистора для светодиода
Первым делом разберемся как выполнить расчет сопротивления гасящего резистора, от чего оно зависит и какой мощности должен быть резистор для питания светодиода от источника питания.
Рис. 1. Схема подключения светодиода к источнику питания через резистор.
Как видим из схемы, ток (I) через резистор и светодиод протекает один и от же. Напряжение на резисторе равно разнице напряжений питания и напряжения на светодиоде (VS-VL). Здесь нам нужно рассчитать сопротивление резистора (R), при котором через цепь будет протекать напряжение I, а на светодиоде будет напряжение VL.
Допустим что мы будем питать светодиод от батареи напряжением 5В, как правило такое питающее напряжение используется при питании микроконтроллерных схем и другой цифровой техники.
Вычислим значение напряжения на гасящем резисторе, для этого нам нужно знать падение напряжения на светодиоде, это можно выяснить по справочнику для конкретного светодиода.
Примерные значения падения напряжения для светодиодов (АЛ307 и другие маломощные в подобном корпусе):
- красный — 1,8. 2В;
- зеленый и желтый — 2. 2,4В;
- белые и синие — 3. 3,5В.
Допустим что мы будем использовать синий светодиод , падение напряжения на нем — 3В.
Производим расчет напряжения на гасящем резисторе:
Uгрез = Uпит — Uсвет = 5В — 3В = 2В.
Для расчета сопротивления гасящего резистора нам нужно знать ток через светодиод. Номинальный ток конкретного типа светодиода можно узнать по справочнику. У большинства маломощных светодиодов (наподобии АЛ307) номинальный ток находится в пределах 10-25мА.
Допустим что для нашего светодиода номинальный ток для его достаточно яркого свечения составляет 20мА (0,02А). Получается что на резисторе будет гаситься напряжение 2В и проходить ток 20мА. Выполним расчет по формуле закона Ома:
R = U / I = 2В / 0,02А = 100 Ом.
В большинстве случаев подойдет маломощный резистор с мощностью 0,125-0,25Вт (МЛТ-0,125 и МЛТ-0,25). Если же ток и напряжение падения на резисторе будет очень отличаться то не помешает произвести расчет мощности резистора:
P = U * I = 2В * 0,02А = 0,04 Вт.
Таким образом, 0,04 Вт явно меньше номинальной мощности даже для самого маломощного резистора МЛТ-0,125 (0,125 Вт).
Произведем расчет для красного светодиода (напряжение 2В, ток 15мА).
Uгрез = Uпит — Uсвет = 5В — 2В = 3В.
R = U / I = 3В / 0,015А = 200 Ом.
P = U * I = 3В * 0,015А = 0,045 Вт.
Простой калькулятор для расчета гасящего резистора
Теперь вы знаете как по формулам рассчитать гасящий резистор для питания светодиода. Для облегчения расчетов написан несложный онлайн-калькулятор:
Форму прислал Михаил Иванов.
Заключение
При подключении светодиодов не нужно забывать что они имеют полярность. Для определения полярности светодиода можно использовать мультиметр в режиме прозвонки или же омметр.
Использование гасящих резисторов оправдано для питания маломощных светодиодов, при питании мощных светодиодов нужно использовать специальные LED-драйверы и стабилизаторы.
Вот тут я обещал рассказать о том, как можно рассчитать номинал резистора для того, чтобы бортовая сеть вашего автомобиля не сожгла светодиоды, которые вы к ней подключите.
Для начала определимся с терминологией (люди, знакомые с электроникой, могут перейти к следующему пункту).
Падение напряжения — напряжение U (измеряется в вольтах, V) — которое потребляет светодиод (да-да, совершенно нагло съедает его!).
Оно же — напряжение питания. Не путать с напряжением источника питания.
Рабочий ток — ток I (измеряется в амперах, А. мы будем измерять в миллиамперах — 1 мА = 0.001 А).
Сопротивление — R измеряется в омах — Ом. Именно в этих единицах измеряются резисторы (сопротивления).
Напряжение источника питания — в нашем случае напряжение бортовой сети автомобиля и равно примерно 12V при заглушенном двигателе и 14V при заведённом (при условии исправной работы генератора).
С терминологией вроде всё. Перейдём к теории.
Вот примерное падение напряжения для каждого из основных цветов светодиодов.
Красный — 1,6-2,03
Оранжевый — 2,03-2,1в
Жёлтый — 2,1-2,2в
Зелёный — 2,2-3,5в
Синий — 2,5-3,7в
Фиолетовый — 2,8-4в
Белый — 3-3,7в
Реальные значения могут немного колебаться в ту или иную сторону. О том, как точно выяснить сколько потребляет конкретный светодиод — ссылка ниже.
Разница связана с использованием в них разных материалов кристалла, что и даёт, собственно говоря, разную длину испускаемой волны, а равно и разный цвет.
Средний же рабочий ток для маломощных светодиодов составляет около 0.02А = 20мА.
В чём же, спросите вы, загвоздка? Всё ведь просто — подключил светодиод соблюдая полярность и он светит тебе.
Да, всё так, но светодиод – предмет тёмный, изучению не подлежит интересный.
Тогда как напряжения питания он забирает на себя ровно столько, сколько ему требуется, ток превышающий его рабочий ток, попросту сожжёт кристалл.
Давайте возьмём пример. Имеется светодиод оранжевого цвета, который, согласно приведённой выше таблице, имеет напряжение питания порядка 2,1V, и рабочий ток 20мА. Если мы обрушим на него всю мощь бортовой сети нашего автомобиля, то напряжение в цепи, в которую он включен, снизится на
2.1V, правда, избыточный ток тут же его сожжёт…
Как же быть, если нам, например, нужно установить светодиод для подсветки замка зажигания?
Всё просто – нужно лишить участок цепи, в которую включен светодиод, избыточного тока.
Как? – спросите вы. Всё просто. Был такой дядя, Георг Ом, который вывел известную любому старшекласснику формулу (закон Ома для участка цепи) – U=I*R (где U – напряжение, I – ток, R – сопротивление.)
Переворачиваем эту прекрасную формулу, получая R=U/I.
В нашем случае R – сопротивление (номинал резистора), которое нам потребуется; U – напряжение в участке цепи, I – рабочий ток нашего светодиода.
Vs – напряжение источника питания
Vl – напряжение питания светодиода
Таким образом R=(Vs-Vl)/I=(12-2.1)/0.02=9.9/0.02=495 Ом – номинал резистора, который необходимо включить в цепь, дабы напрямую подключить светодиод к бортовой сети при выключенном двигателе.
Для работы при включенном двигателе рассчитываем так же, только Vs берём уже 14В.
Настоятельно рекомендую производить расчёты для авто, беря за напряжение бортовой сети 14В, иначе ваши светодиоды достаточно быстро выйдут из строя.
Если взять номинал больше, например 550-600 Ом, то светодиод будет светить чуть менее ярко.
Если номинал будет меньше, то «свет твоей звезды будет коротким, хоть и очень ярким».
Достоверно узнать, сколько вольт потребляет конкретный светодиод, можно подключив его к источнику постоянного напряжения в 3-5 вольт, подсоединив последовательно вольтметр (можно использовать электронный мультиметр, включив его в соответствующий режим), после чего посчитать насколько снизилось напряжение в цепи. И исходя уже их этих, конкретных данных, рассчитать требуемый вам резистор. Подробнее об этом методе читайте здесь.
В конце хочу сказать вам, что настоятельно рекомендую использовать номинал резистора немного выше чем расчётный, что, несомненно, продлит жизнь светодиодам.
Для определения резистора по цветовой маркировке (а именно так обозначены все современные резисторы) рекомендую использовать этот онлайн-калькулятор.
www.chipdip.ru/info/rescalc
Спасибо, что читаете мой БЖ, мне очень приятно. Если остались вопросы — задавайте не стесняясь — всем отвечу.
Уже невозможно представить современное освещение без использования светодиодов. Они используются буквально во всех возможных сферах – это связано с их сравнительно просто конструкцией, которая обеспечивает эргономичное соотношение стоимости, потребляемой энергии и производимого света. Единственная сложность, с которой может столкнуться обычный потребитель – грамотная установка светодиодов, которая позволит извлечь из их работы максимальную эффективность.
Одним из важнейших параметров, который нужно учитывать при запуске, является ограничение тока, подаваемого на тело светодиода. Расчет резистора для светодиода позволит добиться стабильной работы освещения и обеспечить долгий срок работы каждого отдельно взятого элемента.
Теоретическая часть
Светодиод – полупроводниковый элемент, который излучает свет при прохождении сквозь него тока с определенными параметрами. Долговечность подключенного устройства и стабильность его работы напрямую зависит от величины тока, которая на него подается. Именно стабильность, а не сила тока; вопреки распространенному мнению, даже незначительные превышения в этом параметре значительно увеличивают скорость паспортной деградации кристаллов, излучающих светодиодный свет.
Во избежание нежелательных перегрузок была предложена система ограничения подаваемого тока, которая называется «токоограничивающий резистор». Важно отметить, что он именно ограничивает ток, поступающий в устройство, но не стабилизирует его, поэтому при неправильно подобранном резисторе его наличие может оказаться бесполезным. Для правильного подбора сопротивления к конкретному источнику света необходимо узнать некоторые технические данные и провести расчет сопротивления резистора.
Зачем нужен резистор?
Токоограничительный светодиодный резистор нужен в тех случаях, когда на первом месте стоит именно стабильность и продолжительность работы источников света, а не мощность их излучения. Такие цели преследуются в различных бытовых приборах с мигающими индикаторами, указателями и кнопками включения, а также в автомобилях, где стабильность тока в системе оставляет желать лучшего. Также он незаменим во время тестирования новых моделей светодиодов в производственных лабораториях.
В случаях, когда важна яркость света, которую выдает кристалл, нужно использовать именно стабилизатор тока – драйвер. Чаще всего драйвер имеет точные параметры и продается в комплекте с конкретным LED-изделием – светильником, лентой, или же сразу встраивается в лампочку. Также драйвер используется, если мы выбираем очень мощные источники света с огромной яркостью.
Расчет для мощного светодиода
В этом разделе будет представлена инструкция, как выбрать ограничитель на основании расчетов. Все нижеприведенные числа теоретические. Для получения точной информации о своих светодиодах изучите техническую документацию, предоставляемую производителем или поставщиком.
Как рассчитать резистор для светодиода? В качестве примера будет использован расчет сопротивления теоретического светодиода белого цвета, который необходимо подключить к источнику тока 12 В (обозначим его буквой U). Сопротивление токоограничивающего резистора будет обозначаться буквой R – наша искомая величина. Белые и голубые светодиоды обычно имеют напряжение питания 4 В, все остальные цвета – не более 2 В. Наш источник света будет иметь максимальную мощность Umax=3.8 В, и минимальную Umin=3.1 В.
Ни в коем случае не используйте для расчета значение максимальной мощности, т. к. это все равно заставит работать светодиод на пределе вне зависимости от наличия ограничительного резистора. Обязательно необходимо узнать ток самого LED, он измеряется в амперах и обозначается буквой I. Наше устройство будет иметь ток 50 мА, или же 0.05 А. На этом сбор данных о LED заканчивается, их нужно подставить в простую формулу вида:
Проводим элементарное вычисление, в ходе которого выясняем, что:
R = (12 — 3.1) / 0.05 = 178 Ом.
Однако эта формула не дает нам конечного значения, т. к. не существует резисторов под каждое точно найденное число. Для поиска необходимого элемента нужно воспользоваться специальной таблицей, которая поможет подобрать резистор с максимально приближенным значением сопротивления. Для этого можно взглянуть на ниже представленные картинки. На них стрелочкой будет показан метод определения резистора, который нужно спросить у продавцов или поискать у себя.
Проанализировав таблицу, видим, что нам очень повезло – существует именно такой резистор для LED, который нам нужен.
Однако именно его выбирать не стоит. Существует такое понятие, как запас – лучше прибавьте к этому значению 10–15% для амортизации, мало ли что в электропроводке может произойти. Выполняем действие:
R = 178 + (178 × 0.15) ≈ 205 Ом.
Подберем необходимый вариант, снова просмотрев таблицу. Видим, что существует именно такой элемент. Его и следует использовать для ограничения подаваемого тока для светодиодов.
Расчет для светодиода с тремя кристаллами
Существуют светодиоды, где используется несколько кристаллов. В этом случае нужно рассчитать необходимое сопротивление с учетом того, что каждый кристалл имеет свой собственный ток. Если светодиод одноцветный, то в ранее указанной формуле значение I нужно умножить на количество включенных кристаллов (n). Все остальные значения оставим аналогичными. Получаем:
R = (U — Umin) / I × n
R = (12 — 3.1) / 0.05 × 3= 534 Ом.
Добавляем амортизацию 15% и получаем:
R = 534 + (534 × 0.15) ≈ 614 Ом.
Ближайшим расчетным значением в таблице является сопротивление резистора в 612 Ом – это наш выбор.
Если элемент использует несколько кристаллов с разными напряжениями, расчет гасящего резистора по формуле выполняется для каждого отдельно взятого кристалла. Для подключения светодиодов к сети каждый резистор должен подавать ток на тот кристалл, для которого он рассчитывался, то есть подключение будет разветвлено на три или более контакта. Количество резисторов должно равняться количеству светящихся элементов в самом светодиоде.
Ни в коем случае не подключайте RGB-светодиоды через один общий резистор – один кристаллик может сгореть, а второй даже не засветится, нужно подбирать каждый вариант отдельно.
Простая формула позволяет рассчитать реально необходимые значения и выполнить подбор реального сопротивления. Таким образом, получаем стабильно работающие источники света, которые имеют резистор гасящего сопротивления, рассчитанного с достаточным запасом амортизации для предохранения от перепадов в сети.
Нежелательно использовать значение сопротивления меньше рассчитанного, иначе смысл наличия ограничителя пропадает совершенно. Также не стоит использовать параллельное подключение самих элементов.
Онлайн калькулятор для расчет светодиодных светильников и светодиодного освещения.
Этот калькулятор поможет Вам рассчитать, какое количество светильников будет необходимо установить на Вашем объекте, для достижения необходимого уровня освещенности.
Замена классических светильников на светодиодные позволяет существенно экономить на электричестве. Благодаря эффективности приборов потребление электроэнергии снижается до 70%. При этом цена светильников оправдана быстрой окупаемостью – в большинстве случаев, затраты на закупку и установку возвращаются в течение первого же года эксплуатации. Для грамотного определения количества светильников, места их размещения необходимо верно рассчитать суммарный световой поток. Специалисты «Центра светодиодного освещения» начинают проект с подробного расчета освещенности, который помогает правильно подобрать и установить светодиодное оборудование в конкретном помещении.
Что влияет на расчет led-освещенности производственных помещений
В зависимости от типа помещения, его площади и назначения определяется индивидуальный уровень освещенности. В производственных машинных цехах, зонах, где работают люди, и торговых помещениях этот показатель отличается. Существуют установленные нормы для конкретных зданий. Они определяются исходя из параметров:
- разряд зрительных работ;
- характеристика зрительных работ;
- минимальный размер объекта различия;
- контраст объекта различия с фоном;
- характеристика фона.
Нарушение норм может привести к производственным травмам или даже летальному исходу. При расчете учитываются также условия работы – наличие влаги, пыли, концентрация взрывоопасных веществ, строительные характеристики помещения. Светодиодные светильники подходят для освещения всех типов помещений благодаря их безопасности, простоте установки, экономичности и долговечности.
Расчет освещенности светодиодными светильниками
Необходимый уровень освещенности в помещениях зависит от высоты и площади. На показатели также влияет тип освещения – основной, локальный, резервный. Государственные стандарты четко определяют уровень освещенности для помещения разной площади и назначения. Их можно узнать из отраслевых справочников или по данным калькулятора расчета светодиодного освещения на нашем сайте.
Зная рекомендуемый уровень освещенности помещения и световой поток одной лампы, легко рассчитать число необходимых светильников.
Методы расчета параметров led-освещенности на производственном объекте:
- Метод коэффициента использования светового потока. Применяют при использовании всех типов светильников для расчета равномерного освещения горизонтальной поверхности.
- Удельной мощности. С помощью метода предварительно определяют мощность установки для освещения.
- Точечный метод используют для расчета освещения при установке светильников прямого света.
Простой способ быстро рассчитать количество светильников без сложных формул –воспользоваться калькулятором на сайте «Центра светодиодного освещения». Для определения числа приборов достаточно знать размеры помещения, его тип, выбрать подходящий светильник на сайте. Система самостоятельно рассчитает нужное количество осветительных приборов, исходя из установленных норм освещенности и характеристик светильников.
Как выбрать светодиодные светильники для помещения
При самостоятельном выборе осветительных приборов нужно учитывать параметры оборудования, которые влияют на качество света. Основные характеристики светильников:
- Тип рассеивателя влияет на интенсивность и равномерность распределения света. Он может быть матовым или прозрачным. Матовый создает мягкий рассеянный свет, но снижает интенсивность. Его лучше использовать для установки на рабочих местах и в небольших комнатах. Прозрачный не задерживает световой поток и подходит для освещения больших площадей.
- Цветовая температура. Её часто обозначают маркировкой: W-белый, WW-теплый белый, CW-холодный белый. Теплый свет светодиодов используют для зон отдыха, нейтральный белый подходит для работы, холодный белый для складов, промышленных зон, ресторанов, кухонных помещений, санузлов.
- Величина светового потока зависит от количества светодиодов, их эффективности и потребляемой мощности. При использовании ламп холодного света обычно эффективность выше, чем в приборах с теплым светом.
Чтобы создать комфортное равномерное освещение в помещении, нужно продумать расположение led-светильника исходя из его светового потока. Чем выше этот показатель, тем дальше должны располагаться друг от друга приборы. Эффективный угол освещения светодиодов – около 120 градусов. Монтировать оборудование нужно таким образом, чтобы свет был равномерным и без перепадов.
Возможные неточности и погрешности при расчете освещенности
После самостоятельной замены классических светильников на светодиодные может оказаться, что света недостаточно. Качество света ухудшается, когда стены, потолок и пол в помещении окрашены в разные цвета. Темный фон уменьшает интенсивность светового потока, поэтому при расчетах светодиодного освещения нужно учитывать коэффициент отражения. Его показатели:
- 0% – черный фон;
- 10% – темный фон;
- 30% – серый фон;
- 50% – светлый фон;
- 70% – белый фон.
Существуют таблицы для определения освещенности поверхности при разном типе поверхностей. Её величина соответствует нормам и стандартам для конкретного помещения.
Расчет освещенности объекта в «Центре светодиодного освещения»
Компания помогает оснастить светильниками любые офисы и бизнес-центры, крупные торговые центры, промышленные цеха. Для этого специалист готов бесплатно выехать на объект, произвести осмотр и предварительные замеры. На их основе инженер готовит светотехнический расчет, в котором учитывается тип помещения, назначение, архитектурные особенности. После расчета освещенности определяется место размещения, вид светодиодных светильников и их количество.
Мы гарантируем эффективность выбранного оборудования и качественную установку светильников. В процессе эксплуатации осветительные приборы не теряют своих качеств, обеспечивают равномерный свет, который соответствует всем стандартам.
Лампа св/диод. RED P45 9W E14 800лм миньон теп. бел. свет шарик мат.
Характеристики
Торговый дом «ВИМОС» осуществляет доставку строительных, отделочных материалов и хозяйственных товаров. Наш автопарк — это более 100 единиц транспортных стредств. На каждой базе разработана грамотная система логистики, которая позволяет доставить Ваш товар в оговоренные сроки. Наши специалисты смогут быстро и точно рассчитать стоимость доставки с учетом веса и габаритов груза, а также километража до места доставки.
Заказ доставки осуществляется через наш колл-центр по телефону: +7 (812) 666-66-55 или при заказе товара с доставкой через интернет-магазин. Расчет стоимости доставки производится согласно тарифной сетке, представленной ниже. Точная стоимость доставки определяется после согласования заказа с вашим менеджером.
Уважаемые покупатели! Правила возврата и обмена товаров, купленных через наш интернет-магазин регулируются Пользовательским соглашением и законодательством РФ.
ВНИМАНИЕ! Обмен и возврат товара надлежащего качества возможен только в случае, если указанный товар не был в употреблении, сохранены его товарный вид, потребительские свойства, пломбы, фабричные ярлыки, упаковка.
Доп. информация
Цена, описание, изображение (включая цвет) и инструкции к товару Лампа св/диод. RED P45 9W E14 800лм миньон теп. бел. свет шарик мат. на сайте носят информационный характер и не являются публичной офертой, определенной п.2 ст. 437 Гражданского кодекса Российской федерации. Они могут быть изменены производителем без предварительного уведомления и могут отличаться от описаний на сайте производителя и реальных характеристик товара. Для получения подробной информации о характеристиках данного товара обращайтесь к сотрудникам нашего отдела продаж или в Российское представительство данного товара, а также, пожалуйста, внимательно проверяйте товар при покупке.
Купить Лампа св/диод. RED P45 9W E14 800лм миньон теп. бел. свет шарик мат. в магазине Тихвин вы можете в интернет-магазине «ВИМОС».
| |||||||||||||||||||||||||||||
Калькулятор диодов Шокли
Калькулятор диодов Шокли позволяет рассчитать падение напряжения или ток, протекающий через настоящий диод, зная другое значение.Он позволяет рассчитывать значения I-V и помогает понять, как работает транзистор при прямом или обратном смещении. Калькулятор диодов Шокли может получить значения как для реального (несовершенного), так и для идеального диода, используя уравнение диода Шокли (также называемое диодным законом).
Какие бывают настоящие и идеальные диоды
Проще говоря, диод — это электронный компонент, который позволяет электрическому току течь только в одном направлении. Он изготовлен путем соприкосновения полупроводникового кристалла типа n и полупроводника типа p .Физика, лежащая в основе поведения перехода p-n , сложна, но полученный диод может почти полностью блокировать ток, текущий в одном направлении электрической цепи, позволяя ему нормально течь в другом. Калькулятор диодов Шокли поможет вам рассчитать отношение тока к напряжению (I-V) в обоих случаях.
Как это принято в науке, есть недостатки, возникающие из-за производственных процессов и несовершенной технологии, находящейся в нашем распоряжении; эти дефекты параметризуются коэффициентом излучения ( n ), который обычно находится в диапазоне от 1 до 2 (1 — идеальный диод).Идеальный диод, как следует из названия, представляет собой идеализацию, в которой предполагается, что диод не имеет дефектов.
В большинстве случаев можно предположить, что настоящий диод ведет себя как идеальный диод без большой потери точности, но для очень точных расчетов пользователь может изменить коэффициент излучения с идеального диода (1) на коэффициент излучения идеального диода (1). диод, с которым они работают. Этот коэффициент излучения является параметром диода и должен указываться в его технических характеристиках.
Уравнение диода Шокли и принцип работы калькулятора
В калькуляторе диодов Шокли используется уравнение диода Шокли (показано ниже), которое имеет 5 различных параметров, 4 из которых должны вводиться пользователем.
I = Is * (exp (Vd / n * Vt) - 1)
Три из этих пяти параметров — это то, что вы могли бы назвать « спецификациями диода », что означает внутренний параметр конкретного диода:
-
nКоэффициент излучения , является параметризацией дефектов диода.Обычно варьируется от 1 (идеальный диод) до 2. По умолчанию в калькуляторе диодов Шокли установлено значение 1. -
Is(обратный) Ток насыщения — это собственный ток, присутствующий во всех диодах (включая идеальный диод), и он почти зависит только от температуры. Для более подробного объяснения мы рекомендуем статью в Википедии о токе обратного насыщения. -
ВтТепловое напряжение — это внутреннее напряжение в диоде при отключении от цепи.Это вызвано температурой и свойствами перехода p-n внутри диода.
Остальные 2 — экспериментальные переменные, которые обычно меняются во время лабораторного эксперимента.
-
VdПадение напряжения — это разница напряжений между подключениями диода к цепи. -
IТок , протекающий через диод.
Как пользоваться калькулятором диодов Шокли
Калькулятор диодов Шокли — это простой инструмент, который позволяет получить информацию о реальном / идеальном диоде.Типичным вариантом использования было бы получение ВАХ конкретного диода из его технических характеристик, но при использовании вместе с другими калькуляторами возможности значительно увеличиваются.
Например, используя этот калькулятор диодов Шокли в сочетании с калькулятором закона Ома, вы можете получить значения сопротивления и потребляемой мощности реального / идеального диода для любого значения тока или напряжения. Это особенно полезно, поскольку диод не следует линейной зависимости между током, протекающим через него, и падением напряжения, потому что его сопротивление не является постоянным, а зависит от приложенного напряжения / тока и температуры.
Другие применения могут включать быстрое моделирование простых схем и их свойств. Это правда, что по мере роста сложности моделируемой электрической цепи становится более эффективным использование специального программного обеспечения (такого как LabView, LTspice …) для такой задачи. Тем не менее, в случае однократного моделирования основных схем этот калькулятор диодов Шокли — вместе с калькулятором резисторов светодиодов и калькулятором падения напряжения — обеспечивает простой способ выполнить точное моделирование цепей с диодами (включая несколько светодиодов) и учитывать влияние проводки / сопротивления, присутствующих в них.
Калькулятор стабилитрона и стабилитрона
Калькулятор стабилитрона и стабилитрона Формулы и уравнения для калькулятора стабилитрона и стабилизатора напряжения SСерия 8 I
6 = V IN — V Z / R S … .. (снова закон Ома)Напряжение нагрузки
V L = V Z
Изменение нагрузки Напряжение
∆V L = I Z x R Z
Выход (регулируемый) Напряжение
V OUT = V IN — IR = V IN — (I Z + I L ) / R S = (V IN — I S ) / R S
Нагрузка Curren t
I L = V L / R L
Ток стабилитрона
I Z = I S — I L
Выходная пульсация
V R (ВЫХОД) ≈ V R (IN) x (R Z / R S )
Максимальное последовательное сопротивление
R S (MAX) = R L (MIN) x [(V IN (MIN) / V Z ) -1]
Максимальное последовательное сопротивление
R S (MAX) = R L (MIN) x [(V IN (MIN) — V Z ) / I L (MAX) ]
Или последовательное сопротивление
R S = (V L — V из ) / (I Z + I L ) = (V L — V out ) / (I S )
Значение резистора
R = [(V IN (MIN) — V OUT ) / (I L + 10)]
Мощность резистора
R P = (V IN (макс.) — V out ) 2 / R
Power стабилитрона
Z P = (V IN (MIN) — V OUT ) / R) x V OUT
Введите значение и нажмите кнопку «Рассчитать».Результат будет отображен.
Сопутствующие электрические калькуляторы:
Калькулятор резисторов серии стабилитронов и формулы
Калькулятор серийных резисторов на стабилитронах для цепей с фиксированным током нагрузки
Расчетный резистор серии
Этот калькулятор рассчитывает последовательное сопротивление стабилитрона.
Сопротивление должно быть рассчитано таким образом, чтобы общий ток не снижал выходное напряжение.
Чтобы стабилизация работала, через стабилитрон должен проходить минимальный ток. В качестве ориентировочного значения можно принять 10% тока нагрузки или 10 мА. Автоматически устанавливается значение 10 мА; его можно перезаписать, если предпочтительнее другое значение.
Калькулятор резисторов серии |
Формулы и описание
Полный ток цепи определяется последовательным резистором и всегда постоянен.Когда ток нагрузки уменьшается, ток через стабилитрон соответственно увеличивается.
Если ток нагрузки колеблется между максимальным и нулевым значениями, стабилитрон должен быть рассчитан таким образом, чтобы что он может поглощать максимальный ток и мощность.
Калькулятор выше предполагает постоянный ток нагрузки.Если ток нагрузки непостоянен и падает ниже него, стабилитрон может перегреться и выйти из строя.
Для цепей с переменной нагрузкой используйте калькулятор переменного тока.
| Общий ток | \ (\ Displaystyle I_ {ges} = I_ {Z \ space min} + I_ {L} \) | |
| Диодный ток | \ (\ Displaystyle I_ {D} = I_ {L} · 0.1 \) | |
| Последовательный резистор | \ (\ Displaystyle R_v = \ гидроразрыва {U_ {ges} — U_Z} {I_ {ges}} \) | |
| Мощность последовательного резистора | \ (\ Displaystyle P_v = (U_ {ges} — U_Z) · I_ {ges} \) | |
| Мощность диода (переменный ток нагрузки) | \ (\ Displaystyle P_D = U_Z · (I_ {макс} — I_ {мин} + I_D) \) | |
| Мощность диода (фиксированный ток нагрузки) | \ (\ Displaystyle P_D = U_Z · I_D \) |
|
Вывод уравнения тока диода, калькулятор и пример
Диод — это нелинейный компонент электрической цепи. {\ frac {qV} {\ eta kT}} — 1 \ rbrack $
где
$ k $ — постоянная Больцмана, $ 1.{- \ frac {V} {\ eta V_ {T}}} \ ll 1 $. Итак, $ I \ приблизительно I_ {o} $ действительно до тех пор, пока внешнее напряжение не станет ниже напряжения пробоя. Ток обратного насыщения диода также называется током темнового насыщения. Это зависит от скорости рекомбинации и качества материала. Также примечательно, что темновой ток увеличивается с повышением температуры. И она уменьшается по мере повышения качества материала.
Уравнение тока диода Пример:
Обратное смещение приложено к германиевому диоду с PN переходом.И отметил обратный ток насыщения $ 0,3 мкА при комнатной температуре. Каким будет ток при комнатной температуре, когда прямое смещение составляет 0,15 В $.
- Тестирование транзисторов в схемах с помощью мультиметров, омметра и измерителя кривой
- Что такое полевой транзистор? Основы полевого транзистора, конструкция, символы, характеристики, кривые и типы
Пример решения:
Как рассчитать ток диода с данными в примере
$ I_ {0} = 0,3 \ times 10 ^ {- 6} A $
$ V = 0.{40 \ times 0,15} -1) $
$ I = 120,73 \ mu A $
Вышеупомянутый будет ток прямого смещения диода для данной ситуации.
Могу ли я использовать уравнение идеального диода Шокли для обратного тока?
Для обратного тока диод показывает постоянный обратный ток, который очень мал и пренебрежимо мал. Обратный ток диода не описывается уравнением идеального диода Шокли.
Калькулятор диодного уравнения:Калькулятор диодного уравнения вычисляет ток в диоде.(V d / (n * V t )) — 1)
Что такое диодное уравнение?
Уравнение описывает точный ток через диод с учетом падения напряжения на переходе, температуры перехода и нескольких физических констант. Это широко известно как уравнение диода. Поскольку ток диода пропорционален току насыщения, отсюда следует, что ток также пропорционален площади перехода.(Напряжение на диоде / (Коэффициент излучения или коэффициент идеальности * Вольт-эквивалент температуры)) — 1) для расчета уравнения диода. Уравнение диода дает выражение для тока через диод как функции напряжения. Уравнение диода и обозначается символом I d .
Как рассчитать уравнение диода с помощью этого онлайн-калькулятора? Чтобы использовать этот онлайн-калькулятор для уравнения диодов, введите ток насыщения (I s ) , напряжение на диоде (В d ) , коэффициент излучения или коэффициент идеальности (n) и вольт-эквивалент температуры (V t ) и нажмите кнопку расчета.(100 / (0,15 * 100)) — 1) .
Калькулятор делителя напряжения — Инструменты для электротехники и электроники
Как найти выходное напряжение схемы делителя
Двухрезисторный делитель напряжения — одна из наиболее распространенных и полезных схем, используемых инженерами. Основная цель этой схемы — уменьшить входное напряжение до более низкого значения в зависимости от соотношения двух резисторов. Этот калькулятор помогает определить выходное напряжение схемы делителя с учетом входного (или исходного) напряжения и значений резистора.Обратите внимание, что выходное напряжение в реальных схемах может отличаться, так как допуск резистора и сопротивление нагрузки (где подключено выходное напряжение) становятся факторами.
Уравнение
$$ V_ {out} = V_ {in} * \ frac {R_ {2}} {R_ {1} + R_ {2}} $$
Где:
$$ V_ {out} $$ = Выходное напряжение. Это уменьшенное напряжение.
$$ V_ {in} $$ = Входное напряжение.
$$ R_ {1} $$ и $$ R_ {2} $$ = номиналы резисторов. Соотношение $$ \ frac {R_ {2}} {R_ {1} + R_ {2}} $$ определяет масштабный коэффициент.
Приложения
Поскольку делители напряжения довольно распространены, их можно найти во многих приложениях. Ниже приведены лишь некоторые из мест, где встречается эта схема.
Потенциометры
Пожалуй, наиболее распространенная схема делителя напряжения — это схема с потенциометром, который представляет собой переменный резистор. Принципиальная схема потенциометра показана ниже:
«Горшок» обычно имеет три внешних контакта: два — это концы резистора, а один подключен к рычагу стеклоочистителя.Стеклоочиститель разрезает резистор пополам и перемещает его, регулируя соотношение между верхней и нижней половинами резистора. Подключите два внешних контакта к источнику напряжения (вход) и опору (заземлению) со средней частью (контакт стеклоочистителя) в качестве выходного контакта, и вы получите делитель напряжения.
Уровнемеры
Еще одна область, где полезны делители напряжения, — это когда необходимо выровнять напряжение. Наиболее распространенный сценарий — это передача сигналов между датчиком и микроконтроллером с двумя разными уровнями напряжения.Большинство микроконтроллеров работают при 5 В, в то время как некоторые датчики могут принимать только максимальное напряжение 3,3 В. Естественно, вы хотите выровнять напряжение с микроконтроллера, чтобы избежать повреждения датчика. Пример схемы показан ниже:
Схема выше показывает схему делителя напряжения с резистором 2 кОм и 1 кОм. Если напряжение с микроконтроллера составляет 5 В, то пониженное напряжение на датчике рассчитывается как:
$$ V_ {out} = 5 * \ frac {2k \ Omega} {2k \ Omega + 1k \ Omega} = 3.33 В $$
Этот уровень напряжения теперь безопасен для датчика. Обратите внимание, что эта схема работает только для понижения напряжения, а не для повышения.
Ниже приведены некоторые другие комбинации резисторов, используемые для понижения часто встречающихся напряжений:
| Комбинация резисторов | Использование |
| 4,7 кОм и 6,8 кОм | от 12 В до 5 В |
| 4,7 кОм и 3,9 кОм | от 9 В до 5 В |
| 3.6 кОм и 9,1 кОм | от 12 В до 3,3 В |
| 3,3 кОм и 5,7 кОм | от 9 В до 3,3 В |
Показания резистивного датчика
Многие датчики являются резистивными устройствами, и большинство микроконтроллеров считывают напряжение, а не сопротивление. Таким образом, резистивный датчик обычно подключается к схеме делителя напряжения с резистором для взаимодействия с микроконтроллером. Пример настройки показан ниже:
Термистор — это датчик, сопротивление которого изменяется пропорционально температуре.Допустим, термистор имеет сопротивление при комнатной температуре 350 Ом. Сопротивление пары также выбрано равным 350 Ом.
Когда термистор находится при комнатной температуре, выходное напряжение:
$$ V_ {out} = 5 * \ frac {350 \ Omega} {350 \ Omega + 350 \ Omega} = 2,5 В $$
При повышении температуры сопротивление термистора изменяется до 350,03 Ом, выходной сигнал изменяется на:
$$ V_ {out} = 5 * \ frac {350.03 \ Omega} {350 \ Omega + 350.03 \ Omega} = 2,636V $$
Такое небольшое изменение напряжения обнаруживается микроконтроллером.Если передаточная функция термистора известна, теперь можно рассчитать эквивалентную температуру.
Дополнительная литература
Техническая статья — Делители напряжения и тока: что это такое и для чего они нужны
Учебник — Глава 6 — Делительные цепи и законы Кирхгофа
Учебное пособие — Потенциометр как делитель напряжения
Рабочий лист — Схема делителя напряжения
.