Cómo calcular correctamente y elegir una resistencia para un LED

Cada uno de nosotros ha visto LED. Un pequeño LED común parece una lente cónica de plástico en patas conductoras, dentro de las cuales hay un cátodo y un ánodo. En el diagrama, el LED se representa como un diodo regular, desde el cual las flechas indican la luz emitida. Entonces, el LED se usa para recibir luz cuando los electrones se mueven del cátodo al ánodo: unión pn se emite luz visible.

La invención del LED ocurrió en la lejana década de 1970, cuando se utilizaron lámparas incandescentes para obtener luz en su totalidad. Pero hoy, a principios del siglo XXI, los LED finalmente tomaron el lugar de las fuentes más efectivas de luz eléctrica.

¿Dónde está el signo más para el LED y dónde está el signo menos?

Para conectar correctamente el LED a la fuente de alimentación, primero debe observar la polaridad. El ánodo del LED está conectado al "+" más de la fuente de alimentación, y el cátodo al "-" menos. El cátodo conectado al signo negativo tiene una salida corta, el ánodo, respectivamente, es largo: el tramo largo del LED se encuentra en el signo más "+" de la fuente de alimentación.

Mire dentro del LED: el electrodo grande es el cátodo, está al lado negativo, el electrodo pequeño, que se parece al extremo de la pata, es el más. Y al lado del cátodo, la lente LED tiene un corte plano.

No sostenga el soldador por mucho tiempo

Los cables LED deben soldarse de forma ordenada y rápida, ya que la unión de semiconductores teme mucho el exceso de calor, por lo que debe tocar el soldador con sus puntas con una picadura en la pata soldada y luego quitar el soldador. Es mejor sostener la pata LED soldada con pinzas durante el proceso de soldadura para asegurarse de que se elimine el calor de la pata por si acaso.

Se requiere resistencia al verificar el LED

Llegamos a lo más importante: cómo conectar el LED a una fuente de alimentación. Si quieres verifique el rendimiento del LED, luego no lo conecte directamente a la batería ni a la fuente de alimentación. Si su fuente de alimentación es de 12 voltios, entonces use una resistencia de 1 kOhm en serie con el LED bajo prueba por seguridad.

No se olvide de la polaridad: un cable largo a un signo positivo, un cable de un electrodo interno grande a un signo negativo. Si no usa una resistencia, el LED se apagará rápidamente, si excede accidentalmente el voltaje nominal, fluirá una gran corriente a través de la unión p-n, y el LED fallará casi de inmediato.

Color del LED

Los LED vienen en diferentes colores, pero el color del brillo no siempre está determinado por el color de la lente LED. Blanco, rojo, azul, naranja, verde o amarillo: la lente puede ser transparente y, si la enciende, se volverá roja o azul. Los LED azules y blancos son los más caros. En general, la composición de un semiconductor afecta el color del brillo del LED y el color de la lente como factor secundario.

LED RGB multicolor contienen en un caso varias uniones pn emisoras de luz, cada una de las cuales da su propio color de brillo. Al combinar el brillo de los componentes con corrientes o frecuencias de pulso actuales (para cristales rojos, verdes y azules), puede obtener cualquier sombra. Aquí, por supuesto, se necesitan resistencias de equilibrio para cada canal de color.

Encuentre el valor de resistencia para el LED

La resistencia está conectada en serie con el LED. La función de la resistencia es limitar la corriente, acercarla al valor nominal del LED para que el LED no se queme instantáneamente y funcionaría en modo nominal normal. Tomamos en cuenta los siguientes datos iniciales:

• Vps es el voltaje de la fuente de energía;

• Vdf - caída directa de voltaje en el LED en modo normal;

• Si es la corriente nominal del LED en modo de luz normal.

Ahora antes de encontrar El valor de la resistencia requerida R, tenga en cuenta que la corriente en el circuito en serie será constante, igual en cada elemento: la corriente If a través del LED será igual a la corriente Ir a través de la resistencia limitadora.

Por lo tanto, Ir = If. Pero Ir = Ur / R, de acuerdo con la ley de Ohm. Y Ur = Vps-Vdf. Por lo tanto, R = Ur / Ir = (Vps-Vdf) / If.

Es decir, conociendo el voltaje de la fuente de alimentación, la caída de voltaje en el LED y su corriente nominal, puede elegir fácilmente la resistencia limitadora adecuada.

Si el valor de resistencia encontrado no puede seleccionarse de la serie estándar de clasificaciones de resistencia, entonces se toma una resistencia de un valor ligeramente mayor, por ejemplo, en lugar de los 460 ohmios encontrados, se toman 470 ohmios, que siempre son fáciles de encontrar. El brillo del LED disminuirá muy ligeramente.

Ejemplo de selección de resistencia:

Supongamos que hay una fuente de alimentación de 12 voltios y un LED que necesita 1,5 voltios y 10 mA para un brillo normal. Seleccionamos una resistencia de enfriamiento. 12-1.5 = 10.5 voltios deben caer en la resistencia, y la corriente en el circuito en serie (fuente de alimentación, resistencia, LED) debe ser de 10 mA, por lo tanto, según la ley de Ohm: R = U / I = 10.5 / 0.010 = 1050 ohmios Seleccionamos 1,1 kOhm.

¿Qué potencia debería ser la resistencia? Si R = 1100 ohmios, y la corriente es 0.01 A, entonces, de acuerdo con la ley de Joule-Lenz, la energía térmica Q = I * I * R = 0.11 J se liberará cada segundo en la resistencia, que es equivalente a 0.11 W. Una resistencia de 0.125 W funcionará, incluso quedará un margen.

Conexión serie LED

Si tiene el objetivo de conectar varios LED en una sola fuente de luz, lo mejor es realizar la conexión en serie. Esto es necesario para no aferrar su resistencia a cada LED, para evitar pérdidas de energía innecesarias. Los LED del mismo tipo, del mismo lote, son los más adecuados para la conexión en serie.

Suponga que necesita combinar de manera consistente 8 LED de 1.4 voltios con una corriente de 0.02 A para conectarse a una fuente de alimentación de 12 voltios. Obviamente, la corriente total será de 0.02 A, pero el voltaje total será de 11.2 voltios, por lo tanto, 0.8 voltios a una corriente de 0.02 A deberían disiparse en la resistencia. R = U / I = 0.8 / 0.02 = 40 ohmios. Elija una resistencia a 43 ohmios de potencia mínima.

La conexión en paralelo de cadenas LED no es la mejor opción

Si tiene una opción, es mejor conectar los LED en serie, no en paralelo. Si conecta varios LED en paralelo a través de una resistencia común, entonces, debido a la dispersión en los parámetros de los LED, cada uno de ellos no estará en igualdad de condiciones con los demás, algunos brillarán más, tomarán más corriente, y algunos serán más tenues por el contrario. Como resultado, cualquiera de los LED se quemará antes debido a la rápida degradación del cristal. Es mejor para la conexión en paralelo de LED, si no hay alternativa, aplique una resistencia limitadora a cada circuito.

Ver también: Diagramas de conexión LED simples