Vlastnosti připojení LED ke zdroji 12V
Připojení LED ke zdroji 12V lze provést několika způsoby. První možností řešení problému je zvýšení sériově zapojených LED v obvodu. Druhá metoda zahrnuje použití rezistoru omezujícího proud.
Zvažme oba způsoby.
Výpočet rezistoru na příkladu jedné LED
Většina LED má propustný úbytek napětí s proudovou povolenkou 1,8 – 3,6 V. Proto pro připojení ke zdroji 12 V musíme snížit napětí na LED, jinak se spálí. To se provádí pomocí rezistoru omezujícího proud. Při správném odporu bude LED fungovat správně. Chcete-li zjistit, kde je katoda a kde anoda LED, přečtěte si tento článek.
Předpokládejme, že máme bílou LED, jejíž parametry jsou následující:
Rezistor se vypočítá podle následujícího vzorce:
kde Up je napájecí napětí, Usv je dopředný pokles napětí na LED a I je proud LED, 0,75 je faktor spolehlivosti LED.
Pokud je proud LED neznámý, ale je znám jeho výkon, vzorec má tvar:
V našem případě je proud LED známý.
Na základě našich výpočtů potřebujeme nejbližší jmenovitý odpor na 620 ohmů. Pokud se ukáže, že vypočítaný odpor je takový, že bude obtížné vybrat odpor, pak má smysl použít několik paralelně zapojených odporů.
Aby rezistor neshořel, je nutné jej správně výkonově zvolit. Za tímto účelem vypočítejme výkon přidělený rezistoru.
Vypočítejte odpor LED:
Poté vypočítáme celkový proud v obvodu s přihlédnutím k přidanému odporu rezistoru:
Výslednou hodnotu dosadíme do vzorce stejnosměrného výkonu:
Došli jsme k závěru, že potřebujeme odpor navržený pro min 0,25 Watty výkonu. Pokud takový rezistor po ruce nemáte, můžete se ze situace dostat použitím dvou paralelně zapojených rezistorů po 0,125 W, nebo jednoduše zvýšením hodnoty rezistoru o 15-20% (v tomto případě je to možné, ale jas LED se sníží).
Připojení 3 LED na 12V
Připojení tří LED ke zdroji 12 V vám umožní použít odpor s menším výkonem, protože celkový úbytek napětí na třech LED bude 3krát větší.
Řekněme, že máme žlutou LED s následujícími parametry:
Vypočítejme odpor předřadného odporu pomocí již známého vzorce:
Nejbližší rezistor vhodný pro nominální hodnotu 510 Ohmů určí požadovaný výkon
Vypočítejte odpor LED:
Celkový proud v obvodu, s přihlédnutím k přidanému odporu rezistoru:
Výslednou hodnotu dosadíme do vzorce stejnosměrného výkonu:
Oproti předchozímu příkladu v tomto případě potřebujeme méně výkonný rezistor, což znamená, že zvolíme 0,125 W.
Toto schéma zapojení se používá u 12V LED pásků, jediný rozdíl je v tom, že takových řetězů je několik a jsou vzájemně propojeny paralelně.
Tato metoda má významnou nevýhodu – když jedna z LED shoří, zbytek přestane fungovat.
Ohmův zákon: U= R*I, tedy R = U/I, kde R je odpor – měřeno v Ohmech, U – napětí – měřeno ve voltech (V), I – proud – měřeno v ampérech (A). PŘÍKLAD: Napájení Vs = 12 V, LED – 2,0 V, 20 mA, najděte R. Převeďte miliampéry na ampéry: 20 mA = 0.02 A. Nyní vypočítejme R, R = 10/0.02 R = 500 Om. Protože se na odporu (10 – 12) rozptýlí 2.0 voltů, je nutné vypočítat výkon odporu (aby se nespálil) P = U * I, vypočítáme: P = 10 * 0.02A = 0.2 Hmot. R = 500 Ohm, 0.2 hm. Sériové zapojení LED:
Při sériovém zapojení je postup výpočtu stejný, jen je potřeba počítat s tím, že úbytek napětí na rezistoru bude menší, tzn. od zdroje energie (Vs) je třeba odečíst celkový úbytek napětí na LED (VL): VL = 3*2 = 6V (náš zdroj je 12V, což znamená 12 – 6 = 6V), dosadit R = 6/0,02 = 300 ohmů. Vypočítáme výkon P = 6 * 0.02 = 0.12 W. Vezmeme rezistor 300 Ohm 0.125 W.
Stabilizátor proudu na LM 317.
| R! Ohm | Iout.mA |
| 68 | 18 |
| 10 | 120 |
| 3.9 | 320 |
| 1.8 | 700 |
| 1.3 | 1000 |
V tabulce jsou uvedeny hodnoty odporu (R1) a výstupního proudu (Iout), tento obvod lze považovat za nejjednodušší ovladač LED. Je třeba vzít v úvahu, že když je proud větší než 350 mA, mikroobvod by měl být umístěn na radiátoru. Mezi výhody tohoto schématu patří malý počet dílů a snadná výroba. Nevýhoda: nízká účinnost.
LED driver je zdroj stabilizovaného proudu pro napájení LED(ek).
Existuje mnoho typů ovladačů pro LED, což značně zjednodušuje vývoj osvětlovacích zařízení na bázi LED pro určité provozní podmínky. Například: AC – DC driver pracuje se střídavým vstupním napětím. Dodává se se vstupem navrženým pro 85 – 280 voltů a 12 – 24 voltů, může mít v obvodu korektor účiníku (PFC), filtry rádiového rušení, všechny druhy ochran, které zvyšují spolehlivost a bezpečnost provozu řidiče a; přítomnost nebo nepřítomnost galvanického oddělení výstupu a napájecí sítě. Vzhledem k tomu, že tyto měniče používají k převodu vstupního napětí pulzní obvod, mají tyto měniče vysokou účinnost.
Při práci s driverem, který nemá galvanické oddělení napájení, byste měli být obzvláště opatrní, abyste se vyhnuli úrazu elektrickým proudem.
DC – DC driver – pracující z konstantního vstupního napětí. Existuje snížení (buck) a zvýšení (boost)
Připojení LED(ek) k ovladači. Vezměme ovladač MR16 3x1W, výstupní proud 300 mA. Tento ovladač je snížený a může pracovat s 12V střídavým nebo stejnosměrným napětím. Ovladač umožňuje připojit 3 jednowattové LED zapojené do série.
Můžete k němu ale připojit třeba 6 půlwattových diod (SMD5730). V tomto případě jsou LED diody zapojeny do série – paralelně. Vzhledem k tomu, že tyto LED mají maximální proud 150 mA a úbytek napětí 3-3.2 voltů, dostaneme dva řetězce diod zapojené paralelně a v každém řetězci jsou tři LED zapojeny do série.
Můžete připojit i LED s nižším výkonem, jen v tomto případě bude více paralelních řetězců. Tento ovladač se dobře hodí pro připojení LED v autě.
Kombinované (sériově paralelní) zapojení se používá především při potřebě připojení velkého počtu LED ke zdroji proudu s nízkým výstupním napětím. Vezměme si například výkonnou 50wattovou LED matrici, která obsahuje 50 jednowattových krystalů. Schéma pro zahrnutí krystalů do takové matrice: 5 paralelních skupin po 10 krystalech v každé skupině, zapojených do série. S tímto zahrnutím krystalů je napájecí napětí takové matrice 32-36 voltů nebo LED linka. V této řadě jsou paralelně zapojeny dvě sériové skupiny půlwattových LED, devět LED v každé skupině. Díky této instalaci bylo možné napájet linku z 10wattového driveru. Zde je další příklad: máme devět jednowattových LED a ovladač R1. Parametry LED: úbytek napětí – 3.2-3.4 voltů, proud 350 mA, parametry ovladače: vstupní napětí – 12-14 voltů, výstupní napětí 10-11 voltů, proud 1000 mA. Zapojíme tři LED do série a získáme pokles napětí v řetězci 9.6-10.2 voltů. Vyrobíme další dva takové řetězce a zapojíme všechny tři paralelně, získáme celkový proud potřebný pro provoz naší skupiny LED – 1050 mA, což je zcela v souladu s výstupními parametry ovladače, který máme. Při kombinaci připojení LED je tedy možné je připojit ke zdroji proudu, který je pro vás nejdostupnější.