Токоограничительный резистор. Токоограничивающий резистор для светодиода: расчет, подбор и применение

Как рассчитать токоограничивающий резистор для светодиода. Для чего нужен токоограничивающий резистор в схеме со светодиодом. Как подобрать резистор для светодиода по мощности и сопротивлению. Формулы и примеры расчета ограничительного резистора.

Что такое токоограничивающий резистор и зачем он нужен

Токоограничивающий резистор — это резистор, который включается последовательно со светодиодом для ограничения тока, протекающего через светодиод. Основные причины использования токоограничивающего резистора:

• Защита светодиода от перегорания при подключении к источнику питания с более высоким напряжением
• Обеспечение оптимального рабочего тока светодиода для максимальной яркости и срока службы
• Выравнивание яркости при последовательном соединении нескольких светодиодов
• Компенсация разброса параметров светодиодов одной партии

Без токоограничивающего резистора через светодиод будет протекать слишком большой ток, что приведет к его быстрому перегоранию. Поэтому правильный расчет и подбор ограничительного резистора — важная задача при проектировании схем со светодиодами.

Как рассчитать токоограничивающий резистор для светодиода

Для расчета токоограничивающего резистора используется следующая формула:

R = (U пит — U св) / I св

Где:

• R — сопротивление резистора (Ом)
• U пит — напряжение источника питания (В)
• U св — прямое падение напряжения на светодиоде (В)
• I св — рабочий ток светодиода (А)

Рассмотрим пример расчета. Допустим, нужно подключить красный светодиод к источнику питания 12В. Типовые параметры красного светодиода:

• Прямое падение напряжения U св = 2В
• Рабочий ток I св = 20 мА (0.02А)

Подставляем значения в формулу:

R = (12В — 2В) / 0.02А = 500 Ом

Таким образом, для данного светодиода потребуется токоограничивающий резистор сопротивлением 500 Ом. На практике выбирают ближайшее стандартное значение из ряда номиналов, например 510 Ом.

Как подобрать мощность токоограничивающего резистора

После расчета сопротивления необходимо правильно подобрать мощность резистора. Мощность, рассеиваемая на резисторе, рассчитывается по формуле:

P = I² * R

Где I — ток через резистор, R — сопротивление резистора.

В нашем примере:

P = 0.02² * 500 = 0.2 Вт

Для надежной работы выбирают резистор с запасом по мощности. В данном случае подойдет резистор мощностью 0.25 Вт или 0.5 Вт.

При расчете мощности важно учитывать, что при длительной работе резистор может нагреваться. Поэтому рекомендуется выбирать резистор с 2-кратным запасом по мощности.

Особенности расчета резистора для RGB-светодиодов

RGB-светодиоды содержат в одном корпусе три отдельных кристалла — красный, зеленый и синий. Для каждого цвета требуется свой токоограничивающий резистор, так как падение напряжения на кристаллах разных цветов различается:

• Красный: 1.8-2.2В
• Зеленый: 3.0-3.4В
• Синий: 3.2-3.6В

Рассчитывать резисторы нужно для каждого цвета отдельно по приведенной выше формуле. При этом суммарный ток через RGB-светодиод обычно не должен превышать 60-80 мА.

Схемы подключения токоограничивающего резистора

Существует два основных варианта подключения токоограничивающего резистора к светодиоду:

1. Последовательное включение

Это наиболее распространенная схема. Резистор включается последовательно со светодиодом:

+--[R]--[LED]--
|              |
источник       |
питания        |
|              |
+---------------

Преимущества:

• Простота
• Эффективность
• Подходит для большинства применений

2. Параллельное включение

В этой схеме резистор подключается параллельно светодиоду:

+--[LED]--+
|         |
источник [R]
питания   |
|         |
+---------+

Преимущества:

• Защита от обратного напряжения
• Более равномерная яркость при малых токах

Недостатки:

• Меньшая эффективность
• Сложнее рассчитать номинал резистора

В большинстве случаев рекомендуется использовать последовательное включение как более простое и эффективное.

Типичные ошибки при расчете токоограничивающего резистора

При расчете токоограничивающего резистора для светодиодов часто допускаются следующие ошибки:

• Использование неправильного значения прямого падения напряжения на светодиоде. Это значение может отличаться для разных цветов и типов светодиодов.
• Выбор слишком маленького сопротивления резистора. Это приводит к превышению допустимого тока через светодиод.
• Выбор резистора недостаточной мощности. Резистор может перегреваться и выходить из строя.
• Игнорирование разброса параметров светодиодов. Рекомендуется закладывать небольшой запас при расчетах.
• Неправильный расчет при последовательном соединении нескольких светодиодов.

Чтобы избежать этих ошибок, внимательно изучите документацию на используемые светодиоды и проверяйте результаты расчетов на практике.

Заключение

Правильный расчет и подбор токоограничивающего резистора — важный этап при проектировании схем со светодиодами. Это позволяет обеспечить оптимальный режим работы светодиодов, максимальную яркость и длительный срок службы. При расчетах необходимо учитывать параметры конкретных светодиодов, напряжение питания и требуемую яркость. В сложных случаях рекомендуется использовать специализированные калькуляторы или обратиться к специалисту.

Калькулятор токоограничительного резистора для RGB-светодиода

История развития светодиодов длится уже 100 лет… В начале XX века описывалось явление излучения света из материалов при воздействии электрических полей и эффект был назван «фотолюминесценция». Cовершенно случайно британский радиоинженер, капитан Генри Джозеф Раунд открыл прообраз современного светодиода. Раунд рассказал об этом интересном эффекте в 1907 г. в своей заметке, где описал только сам эффект желтого свечения от двухполярной структуры. В 1923 г. советский ученый Олег Владимирович Лосев, детально изучил детектор на основе карбида-кремния и смог сфотографировать свечение, испускаемое детектором, содержащим случайно созданный p-n переход.

Прогресс в исследованиях и производстве СИД последовал в 60-70х гг. прошлого века с развитием новых материалов для светодиодов красного, желтого, оранжевого и зеленого цветов свечения. В 1960 г. были созданы первые СИД(свето-излучающие диоды) и лазеры ближнего ИК-диапазона на основе GaAs. Параллельно с этим появились фотоприемники на основе полупроводников. Первый синеватозеленый СИД со структурой металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) создал Жак Панков (Яков Исаевич Панченков) с соавторами в 1971 г. Эти СИД изготовляли путем эпитаксиального осаждения нитрида галлия, обладающего электронной проводимостью, на сапфировую подложку, после наносили изолирующий слой из нитрида галлия с примесью цинка.

Современные светодиоды выпускаются в очень широком диапазоне цветов, в том числе ИК и УФ диапазонов. Светодиоды характеризуются электрическими и световыми параметрами. Электрические характеристики: прямой ток, прямое падение напряжения, максимальное обратное напряжение, максимальная рассеиваемая мощность, вольт-амперная характеристика. Световые параметры: световой поток, сила света, угол рассеяния, цвет (или длина волны), цветовая температура, световая отдача. По мере развития, появились уникальные RGB-светодиоды,в корпусе которых расположены сразу три светодиода: красный, зеленый и синий.

Таким образом, изменяя яркость свечения отдельных цветов: красного, зеленого или голубого спектра, мы можем генерировать разные цвета свечения. Поскольку светодиоды очень близки, расположены на кристалле друг к другу, мы можем видеть только конечный результат цвета, а не три цвета по отдельности.

Цветовая модель RGB: «Red-Green-Blue» (красный-зеленый-голубой)

Технические характеристики RGB-светодиода

Прямой номинальный ток — рабочий ток, при котором светодиод будет нормально работать и p-n-переход не будет пробит и не перегреется.Величина номинального прямого тока зависит от размера кристалла, типа полупроводника, цвета свечения.

Прямое напряжение — падение напряжения на p-n-переходе светодиода при рабочем токе.По значению напряжения можно определить химический состав полупроводника.

Например:

• красные (галлия фосфид) — от 1,63 до 2,03 В
• оранжевые (галлия фосфид) — от 2,03 до 2,1 В;
• желтые (галлия фосфид) — от 2,1 до 2,18 В;
• зеленый (галлия фосфид) — от 1,9 до 4 В;
• синий (селенид цинка) — от 2,48 до 3,7 В;
• фиолетовый (индия-галлия нитрид) — от 2,76 до 4 В.

Максимальное обратное напряжение светодиода — это напряжение обратной полярности, при котором происходит пробой кристалла и светодиод выходит из строя.

Максимальная мощность рассеяния — мощность, которую корпус светодиода способен рассеивать в рабочем режиме.

Сила света количественно отражает интенсивность светового потока в определенном направлении и указывается в милликанделах.Чем меньше угол рассеяния — тем больше будет сила света светодиода.

Под световым потоком в один люмен понимают световой поток, испускаемый точечным изотропным источником с силой света, равной одной канделе, в телесный угол в один стерадиан.

Длина волны измеряется в нанометрах и характеризует цвет излучаемого светодиодом света. Зависит от химического состава полупроводникового кристалла, например:

Например:

• красные — от 610 нм до 760 нм;
• оранжевые — от 590 до 610 нм;
• желтые — от 570 до 590 нм;
• зеленый — от 500 до 570 нм;
• синий — от 450 до 500 нм;
• фиолетовый — от 400 до 450 нм.

Угол рассеяния светодиода измеряется в градусах.

Типовое размещение (распиновка) контактов

Внимание!  Проверяйте назначение выводов по техническому описанию производителя перед монтажом светодиода!

Для рассчета введите необходимые технические параметры или введите НОМЕНКЛАТУРНЫЙ НОМЕР светодиода с нашего сайта.

Светодиод с нужными параметрами можно подобрать в разделе «Светодиоды видимого спектра»

Номенклатурный
номер

Где взять номенклатурный номер

Внимание! 

Для перехода в другой калькулятор используйте ссылку:

Выберите схему подключения:

С общим анодом С общим катодом Параллельное

Цвет1: красный, Цвет2: зеленый, Цвет3: синий

Расчетные значения:

Цвет1: красный

Цвет2: зеленый

Цвет2: синий

Поиск резистора на сайте:

Внимание! Производители объединяют резисторы в серии или ряды: E6, E12, E24…
Для подбора компонента будет использована серия E24.

Найти на сайте

Найти на сайте

Найти на сайте

Обнаружили ошибку или неточность в работе калькулятора? Сообщите нам об этом.
Соблюдайте технику безопасности во время работы с электронными компонентами!

Токоограничивающие резисторы

Цели После проведения данного эксперимента Вы сможете рассчитывать общее сопротивление нескольких включенных последовательно резисторов и использовать закон Кирхгофа для напряжений, чтобы осуществлять расчеты и измерения для последовательных схем. При последовательном включении все компоненты подключаются концами друг к другу, образуя простую цепочку, которая соединяется с источником питания. При параллельном включении экс перимент 5 каждый из отдельных компонентов подключается непосредственно к источнику питания. Естественно, имеются более сложные схемы, в которых используются те или иные комбинации последовательных и параллельных соединений эксперимент 6.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Резисторы, ток и напряжение
• Как подключить светодиод к 12 Вольтам
• Расчет и подбор сопротивления для светодиода
• Расчет токоограничивающего резистора для светодиода
• Последовательные схемы
• Токоограничивающий резистор в базе транзистора
• Управление яркостью внешнего светодиода с помощью резисторов
• Использование резисторов в электронике.
• Расчет резистора для светодиодной гирлянды

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Расчет резистора для светодиода — Расчет сопротивления для светодиода

Резисторы, ток и напряжение

Для чего нужен токоограничивающий резистор в базе транзистора? Читали предыдущую статью? Если да, то это очень хорошо, если нет, срочно читайте, иначе не поймёте о чем речь в этой статье.

Итак, у некоторых возникли непонятки с резистором, который цепляется к базе транзистора. Вроде бы понятно, что он ограничивает силу тока, но непонятно зачем. Давайте вспомним нашу картинку с предыдущей статьи:. Видите резистор на Ом? Что он там делает и для чего нужен, мы с вами разберем в этой статье. Вспоминаем его цоколевку расположение выводов :. Включение транзистора в схему с ОЭ О бщим Э миттером будет выглядеть приблизительно вот так:.

Как вы видите, в этой схеме мы подключали также лампочку и источник тока к коллектору-эмиттеру. Откинем пока что лампу и источник Bat2 и просто цепляемся крокодилами от Блока питания на выводы базы и эмиттера:.

Плюс от блока питания на базу, а минус на эмиттер. Теперь давайте будем увеличивать напряжение от нуля и до какого-то значения. Итак, кручу крутилку до 0,6 В и только тогда амперметр на блоке питания показал 10 мА:. Кручу дальше и получаю следующие результаты слева-направо :.

Дальше добавлять напряжение страшновато, так как транзистор становится горячим. Кстати, первый подопытный транзистор скончался, испустив белый дым, под напряжением в 1,5 В. Слишком резко крутанул крутилку. Давайте построим график по нашим точкам, или как говорится в народе, Вольт амперную характеристику ВАХ :.

Чуток коряво конечно, но смысл уловить можно. Среди профи-электронщиков этот график называется входной характеристикой биполярного транзистора, при нулевом напряжении на коллектор-эмиттере. Как вы помните, транзистор можно схематически представить, как два диода, соединенные или анодами, или катодами кто не помнит, читаем эту статью. Так что это получается? Ну да, все верно. Так вот, для диода ВАХ будет выглядеть как-то вот так:. Что тут можно увидеть?

Далее подавая напряжение на диод чуточку больше, сила тока через диод возрастает непропорционально. Напряжения добавили чуть-чуть, а сила тока стала в разы больше.

Настолько большое, что транзистор можно сгореть! Для нашего подопечного максимально допустимый постоянный ток базы составляет 0,5 А. Я же выжал 0,7 А, но транзистор за эти пару секунд чуть не вскипел. Что же это получается? Если напряжение изменится в плюс даже на каких-то десятки Вольт, то транзистор сгорит? Да, все именно так. Но как нам теперь быть? Неужели придется использовать высокостабильный блок питания?

Давайте проведем два небольших опыта. Для этого к базе цепляем резистор на 10 Ом:. Смотрим теперь на показания блока питания слево-направо :. Строим график по полученным точкам:. Сравниваем с графиком без резистора:. Обратите внимание на вертикальную шкалу силы тока базы I базы. При одном вольте на графике без резистора базовый ток был уже почти 0,7 А!

А с резистором на 10 Ом базовый при 1 В уже был каких-то 0,02 А. Чувствуете разницу? Почему же так все получилось? Досконально это схема будет выглядеть вот таким образом:. По цепи, которую я отметил красными проводками, течёт электрический ток. Нагрузкой для электрического тока является резистор и диод транзистора.

А так как они соединены последовательно, то вспоминая статью Делитель напряжения можно сказать, что и на диоде транзистора и на резисторе R падает напряжение. А сумма этих напряжений равняется напряжению батареи Bat. В данном случае вместо батареи я использовал блок питания. То есть можно записать, что. Проверяем, так ли оно на самом деле? В нашем случае используем тот же самый резистор на 10 Ом.

Выставляем на блоке питания напряжение 1 В. Видим, что сила тока, протекающая по цепи равна 20 мА. Итак, замеряем падение напряжения на резисторе:. А теперь падение напряжения на базе-эмиттере:. Ну как, теперь понятно, почему всё так происходит? Небольшое лирическое отступление. Так как резистор рассчитан на определенную мощность, нужно таким образом подбирать резистор, чтобы он не колыхнул ярким пламенем.

Какая же мощность сейчас в данный момент рассеивается на резисторе? Так как в нашем случае нагрузки подцеплены последовательно резистор и диод транзистора , сила тока, проходящая через каждую нагрузку везде будет одинаковой. Значит, резистор в данный момент рассеивает мощность, равную. Мой резистор рассчитан максимум на 0,25 Вт, значит все гуд. Если на резисторе будет рассеиваться мощность больше, чем 0,25 Вт, то резистор сгорит. Имейте это ввиду, когда будете проектировать свои электронные поделки.

А что будет, если взять резистор еще больше по номиналу? Давайте попробуем. Возьмем резистор на Ом:. И проводим аналогичный опыт.

Вот наши показания слева-направо :. Строим по ним график:. Из всего выше сказанного, показанного и написанного делаем простые и не очень выводы:. Для чего нам плавно регулировать ток базы, мы с вами еще обсудим. Популярные статьи Насколько опасен литий-полимерный LiPo аккумулятор Как определить полярность, не имея приборов Делитель напряжения Основные параметры транзистора Катушка индуктивности Конденсатор в цепи постоянного и переменного тока Как читать схемы.

Напряжение и сила тока Биполярный транзистор. Введение Делитель тока Эквивалентная схема биполярного транзистора SMD компоненты Полевой МОП транзистор Электрический сигнал Бегущие огни Работа транзистора в активном режиме Транзисторный эффект Обратный коллекторный ток PN-переход Инвертор на транзисторе Катушка индуктивности в цепи постоянного и переменного тока Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован.

Токоограничивающий резистор в базе транзистора. Введение Делитель тока Эквивалентная схема биполярного транзистора SMD компоненты Полевой МОП транзистор Электрический сигнал Бегущие огни Работа транзистора в активном режиме Транзисторный эффект Обратный коллекторный ток PN-переход Инвертор на транзисторе Катушка индуктивности в цепи постоянного и переменного тока.

Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован.

Как подключить светодиод к 12 Вольтам

Многие пользователи при подключении диодной ленты или отдельного светодиода к источнику питания обнаруживают, что элемент отказывается гореть как положено или еще хуже — просто перегорает. Дело все в том, что узел подключается к питанию без надлежащей защиты и предварительных расчетов. Задача эта, как ни странно, решается очень легко. Существует множество онлайн-инструментов для автоматического произведения расчетов, но не всем таким результатам можно доверять. И лучше всего сначала разобраться в принципах, а затем посчитать для надежности все вручную, тем более, что операция эта достаточно простая. Если вы вдруг не знаете трех законов правил Кирхгофа для электрических контуров, то успокойтесь, их знания вам и не понадобится.

Таким образом, чтобы безопасно увести ток с контакта в землю понадобится резистор.

Расчет и подбор сопротивления для светодиода

Приветствую вас знатоки. Итак есть проблемка и нужно решение вопроса. Имею 12 в лед лампу с Али, обычная колба с крючком, чтобы под капотом можно было подвешивать. Китаец заявил 9 вт мощности. В реальности мои замеры показали при 12в ток в ма, лампа прилично греется, по некоторым прикидкам там стоят диоды Количество их не известно и как соединены тоже. Хотелось бы сделать немного поменьше ток, дабы дольше прожила. Какой резистор надо установить и какой мощности?

Расчет токоограничивающего резистора для светодиода

Светодиод является полупроводниковым прибором с нелинейной вольт-амперная характеристикой ВАХ. Его стабильная работа, в первую очередь, зависит от величины, протекающего через него тока. Любая, даже незначительная, перегрузка приводит к деградации светодиодного чипа и снижению его рабочего ресурса. Чтобы ограничить ток, протекающий через светодиод на нужном уровне, электрическую цепь необходимо дополнить стабилизатором.

Переключающее устройство с токоограничива-ющими активными резисторами типа РНТА рис.

Последовательные схемы

Для чего нужен токоограничивающий резистор в базе транзистора? Читали предыдущую статью? Если да, то это очень хорошо, если нет, срочно читайте, иначе не поймёте о чем речь в этой статье. Итак, у некоторых возникли непонятки с резистором, который цепляется к базе транзистора. Вроде бы понятно, что он ограничивает силу тока, но непонятно зачем. Давайте вспомним нашу картинку с предыдущей статьи:.

Токоограничивающий резистор в базе транзистора

В данной статье речь пойдет о расчете токоограничивающего резистора для светодиода. Для питания одного светодиода нам понадобится источник питания, например две пальчиковые батарейки по 1,5В каждая. Светодиод возьмем красного цвета, где прямое падение напряжения при рабочем токе 0,02 А 20мА равно -2 В. Для обычных светодиодов максимально допустимый ток равен 0,02 А. Схема подключения светодиода представлена на рис. А дело в том, что параметра напряжения питания как такового у светодиодов нет. Вместо этого используется характеристика падения напряжения на светодиоде, что означает величину напряжения на выходе светодиода при прохождении через него номинального тока. Значение напряжения, указанное на упаковке, отражает как раз падение напряжения.

Не забываем учитывать и мощность токоограничивающего резистора, это его способность рассеивать определенное количество тепла. Если она.

Управление яркостью внешнего светодиода с помощью резисторов

Портал о науке и технике Статьи Новости Видео Обзоры. Забыли пароль? Воспользуйтесь строкой поиска, чтобы найти нужный материал.

Использование резисторов в электронике.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Простой расчет ограничительного резистора для светодиода и вентилятора от компьютерного блока питани

В этой статье мы рассмотрим резистор и его взаимодействие с напряжением и током, проходящим через него. Вы узнаете, как рассчитать резистор с помощью специальных формул. В статье также показано, как специальные резисторы могут быть использованы в качестве датчика света и температуры. Новичок должен быть в состоянии представить себе электрический ток.

Светодиод имеет очень небольшое внутреннее сопротивление, если его подключить напрямую к блоку питания, то сила тока будет достаточной высокой, чтобы он сгорел. Медные или золотые нити, которыми кристалл подключается к внешним выводам, могут выдерживать небольшие скачки, но при сильном превышении перегорают и питание прекращает поступать на кристалл.

Расчет резистора для светодиодной гирлянды

На этом примере Вы научитесь изменять яркость светодиода, используя резисторы с различным сопротивлением. Светодиоды отлично служат в устройствах для разного рода индикации. Они потребляют мало электричества и при этом долговечны. В данном примере мы используем самые распространенные светодиды диаметром 5 мм. Также распространены светодиоды диаметром 3 миллиметра, ну и большие светодиоды диаметром 10 мм. Подключать светодиод напрямую к батарейке или источнику напряжения не рекомендуется. Во-первых, надо сначала разобраться, где именно у светодиода отрицательная и положительная ноги.

Для чего служит светодиод? Светодиоды излучают свет, когда через них проходит электрический ток. Были изобретены в е года прошлого века для смены электрических лампочек, которые часто перегорали и потребляли много энергии. Если вы видите внутри светодиода его внутренности — катод имеет электрод большего размера но это не официальные метод.

резисторов — SparkFun Learn

Авторы: Джимблом

Избранное Любимый 56

Примеры применения

Резисторы существуют практически в каждой электронной схеме. Вот несколько примеров схем, которые сильно зависят от наших друзей-резисторов.

Резисторы играют ключевую роль в обеспечении того, чтобы светодиоды не взрывались при подаче питания. Подключив резистор в серии со светодиодом ток, протекающий через два компонента, может быть ограничен до безопасного значения.

При выборе токоограничивающего резистора обратите внимание на два характерных значения светодиода: типичное прямое напряжение и максимальный прямой ток . Типичное прямое напряжение — это напряжение, необходимое для того, чтобы светодиод загорелся, и оно варьируется (обычно где-то между 1,7 В и 3,4 В) в зависимости от цвета светодиода. Максимальный прямой ток обычно составляет около 20 мА для обычных светодиодов; непрерывный ток через светодиод всегда должен быть равен или меньше этого номинального тока.

После того, как вы получили эти два значения, вы можете определить размер токоограничивающего резистора с помощью следующей формулы:

В _S — это напряжение источника — обычно напряжение батареи или источника питания. V _F и I _F — это прямое напряжение светодиода и требуемый ток, протекающий через него.

Например, предположим, что у вас есть батарея на 9 В для питания светодиода. Если ваш светодиод горит красным, возможно, прямое напряжение составляет около 1,8 В. Если вы хотите ограничить ток до 10 мА, используйте последовательный резистор около 720 Ом.

Делители напряжения

Делитель напряжения представляет собой резисторную цепь, которая преобразует большое напряжение в меньшее. Используя всего два последовательно соединенных резистора, можно создать выходное напряжение, составляющее часть входного напряжения.

Вот схема делителя напряжения:

Два резистора, R ₁ и R ₂ , соединены последовательно, и к ним подключен источник напряжения (V _в ). Напряжение от V _из до GND можно рассчитать как:

Например, если R ₁ равно 1,7 кОм; и R ₂ было 3,3 кОм, входное напряжение 5 В можно было преобразовать в 3,3 В на выводе V _out .

Делители напряжения очень удобны для считывания резистивных датчиков, таких как фотоэлементы, датчики изгиба и чувствительные к силе резисторы. Одна половина делителя напряжения — это датчик, а другая — статический резистор. Выходное напряжение между двумя компонентами подключается к аналого-цифровому преобразователю на микроконтроллере (MCU) для считывания значения датчика.

Здесь резистор R ₁ и фотоэлемент создают делитель напряжения для создания переменного выходного напряжения.

Подтягивающие резисторы

Подтягивающий резистор используется, когда вам нужно сместить входной контакт микроконтроллера в известное состояние. Один конец резистора подключен к выводу MCU, а другой конец подключен к высокому напряжению (обычно 5 В или 3,3 В).

Без подтягивающего резистора входы MCU можно было бы оставить плавающими . Нет никакой гарантии, что плавающий контакт имеет высокий (5 В) или низкий (0 В) уровень.

Подтягивающие резисторы часто используются при взаимодействии с кнопкой или входом переключателя. Подтягивающий резистор может смещать входной контакт, когда переключатель разомкнут. И это защитит цепь от короткого замыкания, когда выключатель замкнут.

В приведенной выше схеме, когда переключатель разомкнут, входной контакт MCU подключается через резистор к 5 В. Когда переключатель замыкается, входной контакт подключается непосредственно к GND.

Значение подтягивающего резистора обычно не должно быть каким-либо конкретным. Но оно должно быть достаточно высоким, чтобы не потерять слишком много энергии, если на него подается напряжение 5 В или около того. Обычно значения около 10 кОм. работать хорошо.

---

---

Правильный выбор токоограничивающих резисторов для драйверов светодиодов постоянного напряжения — LED professional

Введение:
Не все резисторы одинаковы, и рост новых рынков, таких как мощные светодиоды, подчеркивает их важность понимания всех аспектов применения, чтобы правильно и безопасно указать правильный тип резистора.

Следовательно, в этой статье мы сначала вернемся к основам, чтобы понять принципы работы светодиодов и то, как они должны быть правильно смещены для достижения оптимальной светоотдачи, указанной производителями. В нем будут рассмотрены электрические, оптические и тепловые характеристики светодиодов, чтобы понять, почему последовательное включение нескольких светодиодов может быть более эффективным, чем перегрузка отдельных светодиодов, и почему контроль температуры является не только ключом к максимизации выходной мощности, но и к поддержанию желаемого цвета. тон и обеспечение надежности и долговечности.

Разобравшись в расчетах смещения для некоторых типичных сценариев освещения, быстро становится очевидным, что во многих приложениях необходимый балластный резистор может рассеивать мощность в несколько ватт. Это не только диктует необходимость в подходящем высокомощном резисторе, но может потребовать конструкции, подходящей для установки на радиатор, чтобы помочь отвести тепло от светодиода, а не внести вклад в и без того сложные требования к конструкции.

Все эти и другие соображения будут рассмотрены в контексте возможных конструктивных решений от специализированного производителя и поставщика резисторов, компании Riedon, чья линейка продуктов включает силовые резисторы с проволочной обмоткой серии UT с рассеиваемой мощностью до 13 Вт, силовые пленочные резисторы серии PF. с номиналами до 20 Вт и другими сериями, которые допускают дополнительные варианты радиатора и поверхностного монтажа.

Понимание работы светодиодов и требований к смещению:
Светоизлучающий диод (СИД) — это тип полупроводникового диода, который излучает свет, когда ток течет от анода к катоду через P-N переход устройства. Следовательно, при нормальной работе светодиоду требуется источник постоянного тока (DC), чтобы обеспечить необходимое положительное смещение (прямое напряжение) на этом переходе.
Светодиоды высокой яркости, предназначенные для освещения, обычно обеспечивают оптимальную производительность при прямом напряжении около 3 В. Однако, как видно на рисунке 1, отношение напряжения к току нелинейно, поэтому, хотя светодиод начнет включаться при более низком напряжении, он будет быстро потреблять гораздо более высокий ток, когда напряжение превысит его номинальное значение. Помимо соображений рассеивания тепла и надежности (подробнее об этом ниже), это неэффективно, поскольку зависимость светового потока (мера светоотдачи) от тока светодиода также нелинейна. Таким образом, удвоение тока, безусловно, не приводит к удвоению светоотдачи, и гораздо лучшим решением для достижения желаемой светоотдачи является использование нескольких светодиодов.

Рисунок 1: Типичная характеристика тока светодиода по отношению к напряжению ток такой, что по закону Ома:

IF = (VDC – VF)/R
где   IF = прямой ток
VDC = напряжение питания
VF = прямое напряжение
R = балластный резистор

Рис. 2: Простая схема смещения светодиода

Можно использовать выпрямленный и сглаженный сетевой вход для питания цепи смещения светодиода, но результирующее напряжение питания (VDC) будет намного выше, чем прямое напряжение (VF) на одном Светодиод, что означает, что в балластном резисторе будет потеряна значительная мощность по сравнению с мощностью, потребляемой светодиодом. Последовательное соединение нескольких светодиодов, типичное для многих конструкций светодиодных ламп, лишь частично решает проблему, поскольку кумулятивное прямое напряжение все равно будет меньше, чем падение напряжения на резисторе.

Вместо этого в большинстве систем светодиодного освещения используются блоки питания (PSU) со специальными схемами управления светодиодами, обеспечивающими выходной сигнал, соответствующий требуемой конфигурации светодиодов. Эти блоки питания обычно принимают питание от сети переменного тока с выходом постоянного тока, который может управлять одним светодиодом, но, скорее всего, цепочкой светодиодов, работающих при напряжении до 60 В. Даже светодиодная лампа типа «замена 60 Вт» использует встроенную схему драйвера светодиода для преобразования сети переменного тока в подходящее напряжение постоянного тока для питания светодиодов. Использование выделенных источников питания также позволяет подключать светодиоды или светодиодные цепочки параллельно для распределенных систем освещения, но обычно ток в каждом параллельном пути все же должен быть ограничен отдельным последовательным резистором.

Соображения по выбору балластного резистора:
Мы можем легко понять это, выполнив несколько простых расчетов на основе схемы смещения и характеристик светодиода, показанных выше. Например, при использовании источника питания 24 В постоянного тока и шести последовательно соединенных светодиодов (каждый с номинальным прямым напряжением 3 В) остается 6 В, которые нужно сбросить на балластном резисторе. Таким образом, при соответствующем прямом токе светодиода 350 мА требуемое значение резистора определяется по формуле:

R = (В постоянного тока — 6 x VF) / IF = (24 — 6 x 3) / 0,35 = 17,1 Ом (Ом)
И мощность, которую должен рассеивать резистор, определяется как:
P = V x I = 6 x 0,35 = 2,1 Вт (ватт)

Это обеспечивает базовую спецификацию для резистора, но прежде чем перейти к тому, чтобы увидеть, какой тип резистор может быть подходящим, возможно, полезно подвергнуть сомнению некоторые из наших предположений. Например, почему питание 24 В, когда очевидно, что питание 20 В уменьшит рассеиваемую мощность на резисторе всего до 0,7 Вт? Одна из причин заключается в допусках конструкции и компонентов. Типичный блок питания может иметь допуск по выходному напряжению ± 5%, и, хотя характеристика тока/напряжения светодиодов по-прежнему является фактором, большая часть выходных изменений будет влиять на напряжение на резисторе. Следовательно, в нашем примере с блоком питания 24 В увеличение на +5% (+1,2 В) приведет к увеличению тока примерно до 400 мА, что все еще близко к номинальному для светодиодов. Однако с блоком питания на 20 В увеличение на +5% (+1 В) увеличивает прямой ток примерно до 450 мА, что непропорционально превышает целевые 350 мА.

Аналогичное влияние на прямой ток будет иметь место, если значение самого резистора значительно отклоняется от проектного целевого значения или если характеристики светодиодов отличаются от их номинальных характеристик. Хотя абсолютных правил проектирования цепей смещения светодиодов не существует, необходимо учитывать все эти факторы. Наказание, как отмечалось ранее, заключается в том, что повышенное рассеивание мощности при работе с более высокими токами приводит к более высоким температурам перехода светодиода. Это приводит к снижению относительной светоотдачи, что частично сводит на нет любое увеличение при работе с более высоким током, но, что более важно, влияет на надежность устройства и ожидаемый срок службы.

Относительная цветность, т. е. цветовой тон светодиода, также зависит от изменений силы тока и температуры, что является еще одной причиной, по которой следует держать их под контролем. Это поднимает проблему диммирования светодиодов, поскольку, хотя и можно добиться аналогового диммирования светодиодов в ограниченном диапазоне яркости путем изменения тока возбуждения, иногда даже выше его номинального значения, это сопряжено с той же проблемой изменения цвета. Вместо этого предпочтительным методом является широтно-импульсная модуляция (ШИМ) тока смещения. Этот подход обычно управляет светодиодами с прямоугольной формой сигнала, эффективно включая и выключая светодиоды со скоростью (100 кГц или более), которая слишком высока, чтобы ее можно было заметить. Таким образом, светодиоды видят идеальный номинальный прямой ток во время «включенной» части цикла и имеют незначительное рассеивание мощности во время «выключенной» фазы. Однако потенциальное требование для диммирования ШИМ накладывает еще одно ограничение на выбор балластного резистора; а именно, что это должна быть нереактивная нагрузка, то есть с минимальной индуктивностью или емкостью.

Возможные типы резисторов для балластов светодиодов:
Для светодиодного освещения довольно типичными являются устройства с номинальным номинальным прямым током 350 мА, но светодиоды, рассчитанные на работу при 700 мА, 1 А и даже 1,5 А, становятся все более распространенными. Таким образом, если в рассмотренном выше примере приложения требуется резистор с номиналом чуть более 2 Вт, для светодиодов большей мощности вполне могут потребоваться резисторы с номиналом 10 Вт или более.

Резисторы с проволочной обмоткой с осевыми выводами обеспечивают приемлемую мощность при низких допусках сопротивления, отличные характеристики с низким TCR (температурным коэффициентом сопротивления) и могут работать в широком диапазоне температур. Например, силовой резистор Riedon с проволочной обмоткой серии UT имеет номинальную мощность до 13 Вт и работает в диапазоне температур от -55°C до +250°C (или даже +350°C для некоторых типов).