Подключаем светодиод по всем правилам

Светодиод представляет собой полупроводниковый кристалл в корпусе или без него с двумя выводами (проволочными или контактными площадками), которые являются контактами питания.

Он проводит электрический ток только в направлении от анода к катоду, при этом на анод подают положительное напряжение, а на катод – отрицательное.
Световой диод нельзя подключать к источнику питания непосредственно, т.к. он выйдет из строя, произойдет электрический пробой (сгорит). Для правильного включения в электрическую цепь ему нужен ограничитель, что и делают, устанавливая последовательно со светодиодом резистор. Такой резистор называется ограничительным. Кроме резистора, может устанавливаться интегральная схема драйвера или  использоваться AC/DC-преобразователи.

Основные параметры

При огромной разновидности типов светодиодов, все они имеют параметры, по которым они различаются, а это существенно влияет на способ их питания.

Основные параметры, на которые следует обращать внимание это:

• сила тока (ток прямой номинальный);
• падение напряжения (напряжение между катодом и анодом при прохождении номинального прямого тока).

Чтобы осуществить подключение светодиодов, как маломощных, так и сверхмощных, необходим источник питания, который выдает напряжение не меньше, чем падение напряжения. Это аксиома. На упаковке со световыми диодами имеется его характеристика — маркировка, которая указывает величину падения напряжения.

Способы подключения

Как подключить светодиод или несколько светодиодов? Как правильно соединить их в схему последовательно или параллельно? Как просто присоединить светодиоды к колонке или к звуковой карте компьютера, да и еще так, чтобы они мигали в такт музыке?

Для этого рассмотрим особенности подключения различных светодиодов.

Из практики известно, что при подключении к разным напряжениям питания одного светового диода необходимы ограничительные резисторы на следующее электрическое сопротивление:

• от 3 до 5 В – 100 Ом;
• от 5 до 9 В – 220 Ом;
• от 9 до 15 В – 470 Ом;
• от 15 до 28 В – 2 кОм;
• 220 В – 150 кОм.

Сопротивление резистора можно вычислить, использовав следующую  формулу:

где: R – сопротивление резистора (Ом);

U – напряжение питания (В);

dU – падение напряжения (В);

I – номинальный ток светодиода (А).

Последовательное подключение светодиодов вносит в эту формулу следующие изменения – вставляется вместо одного падения напряжения  сумма падений напряжения всех световых диодов, имеющихся в схеме, при этом они должны иметь одинаковый номинальный ток, но номинальное падение напряжения может быть разным.

Мощность резистора

Необходимая мощность резистора подсчитывается по формуле:

где: Р – мощность резистора (Вт);

U_пит. – напряжение источника питания (В);

U_пад. – прямое падение напряжения на светодиоде (В);

R – сопротивление резистора (Ом).

Параллельное подключение требует знания всего лишь одного правила – нельзя соединять светодиоды на один резистор. К каждому световому диоду необходимо подключать свой резистор. Расчеты ведутся точно так же, как и для одиночного включения.

 Подключение светодиодов большой мощности

Мощные светодиоды разрабатывались специально для осуществления освещения и подсветки и имеют мощность от 1 до 5 и более Вт. Основной характеристикой таких светодиодов является световой поток, который измеряется в люменах. Их отличительная черта – в процессе работы значительно нагреваются. Именно поэтому они чаще всего устанавливаются на радиатор или включаются через токовый драйвер.  Для  этого, в зависимости от мощности и места установки,  используются драйверы:

•  LEDDRV5 — для световых диодов 1Вт (0,35А);
•  LEDDRV13 для световых диодов 3Вт и 5Вт.

К драйверу возможно подключение от 1 до 5 светодиодов, причем все они будут питаться одинаковым током.

Хорошим вариантом является использование AC/DC-преобразователей, имеющих стабилизированный ток. Это позволяет отказаться от установки внешних компонентов, таких как резистор или драйвер. Кроме того, это упрощает подключение мощных световых диодов, делает удобной эксплуатацию и снижает стоимость системы.

Сверхяркие светодиоды «Пиранья»

Светодиоды Пиранья состоит из 3-х диодов, расположенных в пластиковом корпусе, прямоугольной формы, который залит компаундом. Является аналогом светильника и светодиодной лампы. Широко применяется в оптоэлектронной промышленности. Выпускается 5 цветов.

Преимущества пираньи:

• повышенная сила свечения (до 18 люменов);
• низкое энергопотребление;
• маркировка провода, упрощающая монтаж;
• вибро- и удароустойчивость;
• повышенный срок эксплуатации.

Подключается светодиод пиранья к источнику питания так же, как и мощные световые диоды. Характеристика указывается на упаковке.

RGB светодиоды

Относятся к источникам декоративного света и применяются в сувенирной продукции и для подсветки. В одном светодиоде RGB размещаются кристаллы синего, зеленого и красного цвета, что позволяет синтезировать любой оттенок. Производителями выпускаются  белые и матричные RGB светодиоды. Монтаж прост – Подключение светодиодов ргб к источнику питания, который в свою очередь питается от сети 220 В.  Управление цветом осуществляется с помощью специального устройства, называемого контроллером.