למה צריך לחבר את ה-LED דרך נגד

לרצועת הלד יש נגדים, ל-PCB (שם נוריות LED משמשות כאינדיקטורים) יש נגדים, אפילו נורות LED - וזה נגדים. מה הבעיה? מדוע נורית LED מחוברת בדרך כלל דרך נגד? מהו נגד עבור LED?

למעשה, הכל מאוד פשוט: LED צריך מעט מאוד מתח DC כדי לפעול ואם תפעיל יותר LED תישרף. גם אם תפעיל קצת יותר, 0.2 וולט יותר מהנומינלי, משאב ה-LED כבר יתחיל לרדת במהירות, ובקרוב מאוד החיים של מקור האור המוליך למחצה הזה יסתיימו עם דמעות.

לדוגמה, LED אדום צריך בדיוק 2.0 וולט לפעולה רגילה, בעוד שצריכת הזרם שלה היא 20 מיליאמפר. ואם תפעיל 2.2 וולט, יהיה התמוטטות של צומת p-n.

עבור יצרני LED שונים, בהתאם למוליכים למחצה המשמשים ולטכנולוגיית LED, מתח ההפעלה עשוי להיות שונה מעט בכיוון זה או אחר. עם זאת, תסתכל על המאפיין מתח הזרם של LED SMD אדום מיצרן ידוע, למשל:

כאן ניתן לראות שכבר ב-1.9 וולט, ה-LED מתחיל להאיר עמום, וכאשר מופעלים בדיוק 2 וולט על היציאות שלה, הזוהר יתברר בהיר למדי, זה המצב הנומינלי שלו. אם כעת נעלה את המתח ל-2.1 וולט, הנורית תתחיל להתחמם ותאבד במהירות את המשאב שלה. וכאשר מופעלים יותר מ-2.1 וולט, הנורית תישרף.

עכשיו בואו נזכור חוק אוהם לקטע של מעגל: הזרם בקטע המעגל הוא פרופורציונלי ישר למתח בקצות הקטע הזה ובפרופורציונלי הפוך להתנגדות שלו:

לכן, אם יש לנו זרם דרך ה-LED השווה ל-20 mA עם מתח על המסופים שלו של 2.0 V, אז לאיזה LED יש התנגדות בפעולה, על סמך החוק הזה? נכון: 2.0 / 0.020 = 100 אוהם. ה-LED במצב עבודה שווה במאפיינים שלה לנגד 100 אוהם בהספק של 2*0.020 = 40 mW.

אבל מה אם יש רק 5 וולט או 12 וולט על הסיפון? איך להפעיל LED עם מתח כל כך גבוה כדי שהיא לא תישרף? הנה המפתחים בכל מקום והחליטו שהכי נוח להשתמש בו בנוסף נַגָד.

למה נגד? כי זה הכי משתלם, הכי חסכוני, הכי זול מבחינת משאבים ופיזור הספק, הדרך לפתור את בעיית הגבלת הזרם דרך הלד.

אז אם יש 5 וולט זמין ואתה צריך לקבל 2 וולט על פני "נגד" של 100 אוהם, אז אתה צריך לחלק את ה-5 וולט האלה בין נגד הזוהר השימושי שלנו 100 אוהם (שהוא LED זה) לבין נגד אחר, הערך הנומינלי , אשר כעת צריך לחשב על סמך מה שזמין:

במעגל זה, הזרם קבוע, לא משתנה, כל האלמנטים הם לינאריים במצב יציב, ולכן הזרם בכל המעגל יהיה אותו ערך, בדוגמה שלנו 20 mA - זה מה שה-LED צריך. לכן, נבחר נגד R1 עם ערך כזה שגם הזרם דרכו יהיה 20 mA, והמתח עליו יהיה רק ​​3 וולט, אותם יש לשים איפשהו.

אז: לפי חוק אוהם I = U / R, לכן R = U / I = 3 / 0.02 = 150 אוהם. ומה לגבי כוח? P = U2/ R = 9/150 = 60 mW. נגד 0.125W זה בסדר כדי שלא יתחמם מדי. עכשיו ברור לכולם מהו הנגד של הלד.

ראה גם: מפרט LED