Светодиод- это не лампочка, а полупроводник. С этим связаны некоторые особенности его использования, например то, что питается он не НАПРЯЖЕНИЕМ, а ТОКОМ.

У светодиода есть + (плюс) и – (минус) Если подключить наоборот, он светится не будет и может перегореть (особенно белые светодиоды).

На сегодняшний день в продаже есть светодиоды 3-х основных типов:

Светодиоды с одним кристаллом на ток 20 мА   

Светодиоды с 4 кристаллами на ток 80 мА        

Мощные светодиоды (1Вт, 3Вт, 5Вт и выше)

Рассмотрим способы их подключения.

1. Светодиоды с одним кристаллом на ток 20 мА

Светодиод подключается к источнику ВСЕГДА через ограничивающий резистор. Несоблюдение этого правила приводит к сокращению срока жизни светодиода, либо к быстрому разряду батареи.

Его сопротивление рассчитывается по формуле:

 

R=(Uпит-Uсд)/Iсд,

где: R- Сопротивление ограничивающего резистора (Ом)

Uпит - Напряжение источника, (Вольт)

Uсд - Падение напряжения на светодиоде (Вольт),

Iсд - Ток светодиодa (Ампер).

 

Uсд отличается для разных типов светодиодов.

Для примерных расчётов можно принять, что

для красных Uсд = 1,7-2,2В, для жёлтых Uсд= 1,8-2,5В,

для зелёных Uсд= 2-3В, для синих Uсд= 2,5-3,5В, для белых Uсд= 2,8-4В.

Iсд должно находится в допустимых для данного светодиода пределах. От этого параметра напрямую зависит ЯРКОСТЬ свечения светодиода. Обычно находится в пределах 10…20 мА (0,01-0,02А)

Пример 1:

Подключенное одного синего светодиода к автомобильному аккумулятору 12В:

(14-3)/0,02=600 Ом. (для тока 20мА)

Пример 2:

Подключенное одного красного светодиода к автомобильному аккумулятору 12В:

(14-2)/0,01=1200 Ом. (1,2кОм) (для тока 10 мА)

 

В случае, когда надо подключить НЕСКОЛЬКО светодиодов к одному источнику есть два решения:

а) Соединить светодиоды последовательно и через один ограничивающий резистор подключить к источнику.

При этом падение напряжения на этом звене будет равно СУММЕ падений напряжения на каждом светодиоде, а ток в цепи будет одинаков. Достоинством является наличие всего одного резистора и экономное использование энергии источника.

Недостатком этого решения является то, что при выходе из строя любого элемента цепи все они перестанут светиться, хотя на практике "перегоревший" светодиод остаётся диодом и цепь не разрывается. Иногда, правда "проблемный" светодиод может войти в режим генерации и вся цепочка станет нервно мигать. Кроме того, необходимо достаточно большое напряжение источника. Например, для 12В в цепь можно поставить всего 3 синих (белых) или 4-5 красных (желтых, зеленых) светодиода.

Подключение трёх белых светодиодов (последовательно) к автомобильному аккумулятору 12В: (14-3*3)/0,02=200 Ом. (для тока 20 мА)

б) КАЖДЫЙ светодиод через ограничивающий резистор подключить к источнику.

То есть параллельно включить несколько цепей светодиод-резистор. Расчёт ограничивающего резистора при этом производится как для одного светодиода, т.е. R=(Uпит-Uсд)/Iсд .

Недостатком этого решения является то, что большинство мощности (падение напряжения на резисторе умноженное на ток) расходуется на нагрев.

Для упрощения использования таких светодиодов была разработана плата-драйвер LEDDRV8, представляющая собой импульсный повышающий преобразователь со стабилизацией тока светодиодов.

Преимущества: защита от переполюсовки, стабилизация тока через светодиод (20 мА) во всём диапазоне питающих напряжений (от 5 до 25В!!!), отсутствие нагрева, высокий КПД да и просто удобство монтажа.

 

2. Светодиоды с 4 кристаллами на ток 80 мА

Занимают промежуточное положение между обычными (индикаторными) и мощными светодиодами.Содержат в себе 4 кристалла, включенных переллельно. Конструкция этих светодиодов такова, что толстые жесткие выводы обеспечивают отвод тепла от кристаллов. Включать 4-х кристаллные светодиоды можно через резистор, рассчитав его по формуле из п. 1 для тока 0.08А, либо через источник тока (драйвер):

 

Конструкция драйвера позволяет подключать провода без пайки (с помощью винтовых зажимов) а, схемное решение обеспечивает стабильность тока через светодиод, независимо от входного напряжения. Это сильно продлевает срок службы светодиода.

К драйверу можно подключить последовательно от 1 до 5 светодиодов в зависимости от напряжения питания.

 

3. Мощные светодиоды (1Вт, 3Вт, 5Вт)

Эти светодиоды специально Евротерминала разрабатывались для целей подсветки и освещения, у них и в характеристиках указывается световой поток в люменах, а не сила света в канделах (как у индикаторных светодиодов). Значительно нагреваются, поэтому ВСЕГДА устанавливаются на дополнительный радиатор.

Конструктивно встречаются

- в виде просто светодиода (Emitter):

-в виде светодиода на теплопроводящей алюминиевой печатной плате (Star)

 

Второй вариант сильно упрощает процесс крепления светодиода к радиатору и припаивания проводов. Эти алюминиевые печатные платы, кстати, можно приобрести отдельно и припаять на них Emitter не забывая использовать теплопроводящую пасту.

Падение напряжения на мощных светодиодах указывается в документации производителя и обычно составляет 2.5-3.5В.

Однако основным параметром является РАБОЧИЙ ТОК.

Из-за значительных рабочих токов (0.35А для 1Вт и 0.7А-1.5А для 3Вт и 5Вт светодиодов), разбросов прямого падения напряжения и нелинейного изменения тока при увеличении температуры, мощные светодиоды нельзя включать просто через ограничительный резистор. Это приводит к катастрофическому уменьшению срока службы и часто- к лавинному пробою недешевого источника света. Таким образом мощный светодиод следует включать исключительно через токовый драйвер, т.е. источник тока. Для использования в автомобиле, садовых светильниках и других низковольтных (батарейных) местах удобно использовать импульсные драйверы LEDDRV5 для светодиодов 1Вт (0.35А) и LEDDRV13 для светодиодов 3Вт и 5Вт. Их входное напряжение составляет 7...30В (см. документацию)

К драйверу можно подключить от 1 до 5 светодиодов последовательно. При этом все они будут питаться одинаковым стабилизированным током.

А если нужно запитать светодиоды от сети 220В, то к драйверу нужно просто добавить трансформатор на 12-24В, диодный мост на 2А и электролитический конденсатор 2200х35:

 

или использовать специализированный 220В драйвер, особенно если планируется подключить в одном месте от 5 до 15шт светодиодов: