Бесплатная техническая библиотека

Светодиоды. Особенности питания белых светодиодов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Светодиоды

 Комментарии к статье

Рассмотрим более подробно особенности питания белых светодиодов. Как известно, светодиод имеет нелинейную вольтамперную характеристику с характерной "пяткой" на начальном участке (рис. 4.21).

Как мы видим, светодиод начинает светиться, если на него подано напряжение больше 2,7 В.

Внимание! При превышении порогового напряжения (выше 3 В) ток через светодиод начинает быстро расти и здесь требуется ограничить ток, стабилизировать его на определенном уровне.

Рис. 4.21. Вольт-амперная характеристика светодиода белого свечения

Простейшим ограничителем тока через светодиод является резистор. Существует несколько вариантов схемотехнического включения светодиодов. Они делятся на схемы с параллельным, последовательным и смешанным включением. При последовательном включении светодиодов (как показано рис. 4.22) протекающий через светодиоды ток I будет равен

Последовательное включение преследует цель либо повысить мощность излучения, либо увеличить излучаемую поверхность.

Рис. 4.22. Схема последовательного включения светодиодов

Недостатками последовательного включения является:

• во-первых, с увеличением числа светодиодов увеличивается и напряжение питания, потому что для прохождения тока через последовательно включенные светодиоды необходимо соблюдение условия Uпит > Uvd1 + Uvd4 + Uvd3;
• во-вторых, увеличение числа светодиодов понижает надежность системы, при выходе из строя одного из светодиодов перестают работать все последовательно включенные светодиоды.

При параллельном включении светодиодов через каждый излучатель протекает отдельный ток, задаваемый отдельным токозадающим резистором.

На рис. 4.23 показана схема параллельного включения излучающих диодов. Суммарный ток, потребляемый из источника питания, в этом случае равен

Рис. 4.23. Схема параллельного включения светодиодов

Преимуществом параллельного включения является высокая надежность, так как при выходе из строя одного из излучателей остальные продолжают работать.

Недостатки:

• каждый светодиод потребляет отдельный ток и повышается энергопотребление;
• увеличиваются потери на токозадающих резисторах.

Наиболее эффективным является смешанное (комбинированное) последовательно-параллельное включение, показанное на рис. 4.24. В этом случае число последовательно включенных излучателей ограничено напряжением питания, а число параллельных ветвей выбирается в зависимости от требуемой мощности.

Рис. 4.24. Схема последовательно- параллельного включения светодиодов

Если считать, что каждая ветвь потребляет один и тот же ток и, следовательно, все элементы схемы идентичны, то суммарный ток, потребляемый из источника питания при смешанном соединении

где n - число последовательно включенных светодиодов в одной ветви; N - число параллельных ветвей.

Смешанное соединение включает в себя положительные свойства вариантов параллельного и последовательного включения.

В связи с тем, что зрительный аппарат человека является инерционным, довольно часто при питании светодиодов используют импульсный ток. Величина среднего импульсного тока, протекающего через светодиод, определяется из выражения

На рис. 4.25 показаны временные диаграммы импульсного тока.

Рис. 4.25. Временные диаграммы импульсного тока

Если заданы длительность импульса и длительность паузы, то можно определить значение максимально допустимого значения импульсного тока:

где Iном - номинальный ток светодиода.

Как уже упоминалось, резистор является элементом, ограничивающий ток, протекающий через светодиод. Но резистор удобно применять, если питающее напряжение постоянно. На практике часто случается, что напряжение не стабильно, например, напряжение аккумуляторной батареи уменьшается при ее разряде довольно в широких приделах. В этом случае широко применяют линейные стабилизаторы тока.

Простейший линейный стабилизатор тока можно собрать на широко распространенных микросхемах типа КР142ЕН12(А), LM317 (и их многочисленных аналогах), как показано на рис. 4.26.

Рис. 4.26. Схема простейшего линейного стабилизатора тока

Резистор R выбирается в пределах 0,25-125 Ом, при этом ток через светодиод определяется выражением

Схема построения таких стабилизаторов тока отличается простотой (микросхема и один резистор), компактностью и надежностью. Надежность дополнительно обусловлена развитой системой защиты от перегрузок и перегрева, встроенной в микросхему стабилизатора.

Для стабилизации токов от 350 мА и выше можно использовать и более мощные микросхемы линейных регуляторов с малым падением напряжения серий 1083, 1084,1085 различных производителей либо отечественные аналоги КР142EH22А/24А/26А.

Но у линейных стабилизаторов тока есть существенные недостатки:

• низкий КПД;
• большие потери сильный нагрев при регулировки больших токов.

Поэтому в данный момент все чаще применяются импульсные преобразователи и стабилизаторы для питания светодиодов и светодиодных модулей. На рис. 4.27 представлены внешний вид светодиодного модуля и вторичной оптики.

Рис. 4.27. Внешний вид светодиодного модуля и вторичной оптики

Следует отметить, что светодиоды и преобразователь питания конструктивно выполнены на единой плате.

Автор: Корякин-Черняк С.Л.

Смотрите другие статьи раздела Светодиоды.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Инвертированные во времени оптические волны 31.12.2020 Группа исследователей из университета Квинсленда и лаборатории Nokia Bell Labs разработала новый метод, позволяющий получать инвертированные во времени оптические волны. Временное инвертирование в физике вовсе не означает возможности путешествия "назад в будущее". Этот термин описывает специальный тип волны, которая может пройти через какой-нибудь объект назад точно по пути, проделанному первой, не инвертированной волной. Это похоже на съемку распространения волны, проигрываемую в обратном направлении, и такой метод может быть использован в совершенно новых технологиях съемки, в коммуникационных и других технологиях, связанных с движением света в различных средах. "Представьте себе короткий световой импульс, движущийся от точечного источника света до объекта, состоящего из рассеивающего материала, к примеру, тумана" - поясняют суть своего достижения исследователи, - "Когда свет добирается до тумана, он рассеивается, дробясь на множество лучей, которые прибывают в различные точки пространства в различные моменты времени. Наша технология позволяет очень точно измерить все аспекты подобного рассеянного света и создать его "обращенный" вариант, который, пройдя через туман, "соберется" в изначальный единичный импульс, излученный источником". Технология, реализованная учеными, достаточно сложна и в ней задействовано множество уникальных оптических компонентов, позволяющих рассматривать импульс света как 3D-объект, входящий в систему, отслеживать преобразования структуры этого объекта и создать другой 3D-объект, который пройдя сквозь систему в обратном направлении, приобретет изначальную структуру первого. "Все это должно производиться во временных рамках, измеряемых триллионными долями секунды. Таким образом, в данной технологии не может быть использована никакая механическая система с движущимися частями, ни система, в которой используются электрические сигналы" - пишут исследователи, - "Поэтому все "вычисления" и преобразования выполняются на аппаратном оптическом уровне и наш метод является первым в истории науки, который позволяет производить подобные манипуляции с лучом света". Максимально точное управление формой и структурой импульса света имеет чрезвычайно важное значение для многих областей науки и техники, начиная от новых технологий съемки, нелинейной микроскопии, квантовой оптики, нанофотоники, плазмоники и заканчивая созданием лучей лазерного света сверхвысокой интенсивности. Более того, при помощи нового устройства ученые получили возможность проведения научных экспериментов, которые ранее были возможны только в теории.

Другие интересные новости:

▪ Беспроводной ультразвуковой детектор утечки газа от Texas Instruments

▪ Растение для очистки воздуха от канцерогенов

▪ Красные водоросли в растительном мясе успешно имитируют кровь

▪ Технология NFC получит еще большее распространение

▪ Лекарства из водопровода

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микрофоны, радиомикрофоны. Подборка статей

▪ статья Иван Иванович и Иван Никифорович. Крылатое выражение

▪ статья На какой штат США нужно напасть, чтобы не ввязаться в войну со всем НАТО? Подробный ответ

▪ статья Менеджер по выдаче кредитов. Должностная инструкция

▪ статья Автомобильный усилитель мощности 4х30 ватт на микросхеме TDA7386. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Магнит в руках. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025