白色 LED の電力特性。スキーム、説明

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LED。白色LEDの電力特性。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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詳しく考えてみましょう 白色LEDの電力特性。ご存知のとおり、LED は非線形の電流電圧特性を持ち、初期セクションに特徴的な「ヒール」があります (図 4.21)。

ご覧のとおり、LED は 2,7 V 以上の電圧が印加されると発光し始めます。

警告！ しきい値電圧を超えると (3 V 以上)、LED を流れる電流が急速に増加し始めるため、電流を制限して一定のレベルに安定させる必要があります。

白色LEDの電源機能
米。 4.21. 白色LEDのボルトアンペア特性

最も単純な LED 電流リミッタは次のとおりです。 抵抗器。 LED のスイッチング回路にはいくつかのオプションがあります。並列接続、直列接続、混合接続の回路に分かれています。で 順次接続 LED (図 4.22 に示すように) の場合、LED を流れる電流 I は次のようになります。

順次封入することは、放射パワーを増加させるか、放射表面を増加させることを目的としています。

白色LEDの電源機能
米。 4.22. シーケンシャル LED スキーム

直列接続のデメリットは:

まず、LED の数が増加すると、電源電圧も増加します。これは、直列接続された LED に電流が流れるためには、Upit > Uvd1 + Uvd4 + Uvd3 という条件が満たされる必要があるためです。
次に、LED の数が増えるとシステムの信頼性が低下します。LED の XNUMX つが故障すると、直列に接続されたすべての LED が動作しなくなります。

並列接続時 LED では、各エミッタに個別の電流が流れ、個別の電流設定抵抗によって設定されます。

図上。 4.23 は発光ダイオードの並列接続の図を示します。この場合、電源から引き出される合計電流は次のようになります。

白色LEDの電源機能
米。 4.23. LEDパラレルスキーム

利点並列接続は信頼性が高く、エミッタの XNUMX つが故障しても残りは動作し続けるためです。

制限事項:

各 LED は個別の電流を消費するため、消費電力が増加します。
電流設定抵抗の損失が増加します。

最も効果的なのは 直並列混合（複合）接続図に示されています。 4.24。この場合、直列に接続されるラジエーターの数は電源電圧によって制限され、並列分岐の数は必要な電力に応じて選択されます。

白色LEDの電源機能
米。 4.24. LEDの直並列スイッチング方式

各分岐が同じ電流を消費し、したがってすべての回路要素が同一であると仮定すると、混合接続で電源から消費される合計電流は次のようになります。

ここで、n は XNUMX つの分岐内で直列に接続された LED の数です。 N は並列分岐の数です。

混合接続には、並列接続オプションと直列接続オプションの利点が含まれます。

人間の視覚装置には慣性があるため、LED に電力を供給する場合、非常に多くの場合、 インパルス電流。 LEDに流れる平均パルス電流の値は次の式で求められます。

図上。 4.25 にパルス電流のタイミング図を示します。

白色LEDの電源機能
米。 4.25. インパルス電流のタイミング図

パルス期間とポーズ期間が設定されている場合は、パルス電流の最大許容値の値を決定できます。

ここで、Inom は LED の定格電流です。

すでに述べたように、抵抗は LED に流れる電流を制限する素子です。ただし、電源電圧が一定の場合、抵抗を使用すると便利です。実際には、かなり広い範囲で放電すると電池の電圧が低下するなど、電圧が安定しないことがよくあります。この場合、広く使われているのは、 線形電流安定器.

最も単純な線形電流安定化装置は、図に示すように、KR142EN12 (A)、LM317 (およびそれらの多数の類似品) などの広く使用されているマイクロ回路上に組み立てることができます。 4.26。

白色LEDの電源機能
米。 4.26. 最も単純な線形電流安定器のスキーム

抵抗 R は 0,25 ～ 125 オームの範囲で選択され、LED を流れる電流は次の式で決まります。

このような電流安定器を構築するためのスキームは単純で（超小型回路とXNUMXつの抵抗）、コンパクトで信頼性があります。さらに、スタビライザーチップに組み込まれた過負荷と過熱に対する保護システムが開発されているため、信頼性が高くなります。

350 mA以上の電流を安定させるには、さまざまなメーカーの1083、1084,1085、142シリーズや国内の類似品KR22EH24A / 26A / XNUMXAの低電圧降下のリニアレギュレータのより強力なマイクロ回路を使用することもできます。

しかし 線形電流安定器には重大な欠点があります:

低効率;
大電流を調整するときの大きな損失の強い加熱。

したがって、現時点では、LED および LED モジュールに電力を供給するために、パルスコンバータおよび安定化装置がますます使用されています。図上。 4.27 は LED モジュールと二次光学系の外観を示しています。

白色LEDの電源機能
米。 4.27. LEDモジュールと二次光学系の外観

LEDと電力変換器は構造的に単一の基板上に作られていることに注意してください。

著者: Koryakin-Chernyak S.L.

他の記事も見る セクション LED.

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記事へのコメント：

ビクター
特に初心者にとっては素晴らしい記事です。今後ともよろしくお願いいたします。

小説
記事が書かれています-仕事に感謝します。しかし、今、執筆の瞬間から時間が経過した後、調整を行います!!!式にそのような数のエラー!!!

ヴァレリー・ヴォロディン
記事をありがとう。バラストコンデンサの回路について書いていただけますか？できれば書いてください。そして、可能であれば、すべての計算で。前もって感謝します！

セルゲイ
ありがとう、これからもよろしく…！！！

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