Na "konkurencyjnym" forum został zamieszczony taki projekt: http://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2423729.html
Facet łączy 56 diod LED, a zasila je zasilaczem 5V/4A. Nie do końca rozumiem, jak to jest możliwe, tzn. chodzi mi o połączenia między diodami. Biorąc pod uwagę prosty przykład połączenia szeregowego, jeśli na jednej diodzie jest spadek 2V, to 56*2V=112V, więc w tym przypadku takie połączenie odpada. W jaki sposób całość funkcjonuje ?
Zasilanie klikudziesięciu diod LED - pytanie dot. projektu
Rozumiem. Tak poza tym, to trzeba wtedy rezystor dla tych diod, można chyba użyć jednego ?
Moc rezystora musiałaby być całkiem duża P = (5V-2V) * (56*0,02A) = 3,36 W
To przy założeniu, że użyjemy diod 2V/20mA, w ilości 56, zasilanych zasilaczem 5V.
Dodatkowo każda dioda, optymalnie powinna mieć dostarczony prąd 20 mA, czyli przy połączeniu równoległym, zgodnie z I prawem Kirchhoffa, musimy dostarczyć prąd o natężeniu 0,02A*56=1,12A.
Czyli w sumie rezystor powinien mieć ok. R=3/1,12, czyli 2,7Ω.
Moc rezystora musiałaby być całkiem duża P = (5V-2V) * (56*0,02A) = 3,36 W
To przy założeniu, że użyjemy diod 2V/20mA, w ilości 56, zasilanych zasilaczem 5V.
Dodatkowo każda dioda, optymalnie powinna mieć dostarczony prąd 20 mA, czyli przy połączeniu równoległym, zgodnie z I prawem Kirchhoffa, musimy dostarczyć prąd o natężeniu 0,02A*56=1,12A.
Czyli w sumie rezystor powinien mieć ok. R=3/1,12, czyli 2,7Ω.
Nie można a raczej nie powinno używać się jednego rezystora dla tylu diod połączonych równolegle.
Diody LED mogą i zazwyczaj mają spory rozrzut produkcyjny napięcia przewodzenia a to przy połączeniu równoległym jaki może mieć skutek ??
Podpowiem, że na elementach połączonych równolegle mamy to samo napięcie.
Diody LED mogą i zazwyczaj mają spory rozrzut produkcyjny napięcia przewodzenia a to przy połączeniu równoległym jaki może mieć skutek ??
Podpowiem, że na elementach połączonych równolegle mamy to samo napięcie.
Czyli dla każdej osobny rezystor ? Wtedy mamy:
R=3V/0,02A=150Ω
P=3V*0,02A=0,06W
Ale musimy użyć, przykładowo, 56 rezystorów.
A może podejść inaczej 56/7=8. Dzielimy te diody na 7 grup, każda po 8 diod. Te 7 grup jest połączonych równolegle, w każdej z nich jest 8 diod połączonych szeregowo. W każdej z grup jest jeden rezystor, czyli liczba potrzebnych rezystorów maleje do 8. Z drugiej strony wtedy potrzebujemy większego napięcia. Biorąc pod uwagę diody o wartościach znamionowych 2V/20mAm, będziemy potrzebowali napięcia 8*2V=16V na każdą z gałęzi. Możemy użyć zasilacza 15V. Jako, że mamy 7 gałęzi równoległych, to potrzebujemy każdej dostarczyć prąd 20mA, czyli razem potrzebujemy 7*20mA=140mA (I pr. Kirchhoffa).
R=16V/0,02A=800Ω
P=16V*0,02A=0,32W
Jeśli rozrzut produkcyjny ma taki wpływ, to w sumie, jaką różnicę zrobi inny sposób połączenia ? Musielibyśmy przecież wiedzieć w miarę dokładnie jakie jest napięcie znamionowe każdej z diod, a producent podaje zawsze wartości dla całej serii, a nie pojedynczych egzemplarzy. Podaje, że są np. 2V/0,02A i tyle. Poda najwyżej, że jest 1,9V-2,1V, wtedy możemy uwzględnić wyższą wartość "krytyczną". Nadal nie bardzo rozumiem, dlaczego nie możemy użyć jednego rezystora. Wiem, że napięcie na poszczególnych gałęziach przy połączeniu równoległym będzie takie samo, jak napięcie źródła, natomiast natężenie prądu ze źródła musi być sumą prądów, jakie występują na gałęziach (I prawo Kirchhoffa), a nawet może być większe (natężenie, nie napięcie).
Co by dało inne połączenie ? Nie wiem do końca, jak to jest z uszkodzeniami rezystorów, ale... Jeśli mamy jeden rezystor, to na pewno jego uszkodzenie poskutkuje problemami z całym układem. Jakimi ? Zakładam, że może to być, albo przerwanie dopływu prądu do obwodu, albo "zerowa rezystancja" skutkująca zniszczeniem diod (za wysokie napięcie). W takim sensie użycie większej ilości rezystorów wydaje się słuszne.
R=3V/0,02A=150Ω
P=3V*0,02A=0,06W
Ale musimy użyć, przykładowo, 56 rezystorów.
A może podejść inaczej 56/7=8. Dzielimy te diody na 7 grup, każda po 8 diod. Te 7 grup jest połączonych równolegle, w każdej z nich jest 8 diod połączonych szeregowo. W każdej z grup jest jeden rezystor, czyli liczba potrzebnych rezystorów maleje do 8. Z drugiej strony wtedy potrzebujemy większego napięcia. Biorąc pod uwagę diody o wartościach znamionowych 2V/20mAm, będziemy potrzebowali napięcia 8*2V=16V na każdą z gałęzi. Możemy użyć zasilacza 15V. Jako, że mamy 7 gałęzi równoległych, to potrzebujemy każdej dostarczyć prąd 20mA, czyli razem potrzebujemy 7*20mA=140mA (I pr. Kirchhoffa).
R=16V/0,02A=800Ω
P=16V*0,02A=0,32W
Jeśli rozrzut produkcyjny ma taki wpływ, to w sumie, jaką różnicę zrobi inny sposób połączenia ? Musielibyśmy przecież wiedzieć w miarę dokładnie jakie jest napięcie znamionowe każdej z diod, a producent podaje zawsze wartości dla całej serii, a nie pojedynczych egzemplarzy. Podaje, że są np. 2V/0,02A i tyle. Poda najwyżej, że jest 1,9V-2,1V, wtedy możemy uwzględnić wyższą wartość "krytyczną". Nadal nie bardzo rozumiem, dlaczego nie możemy użyć jednego rezystora. Wiem, że napięcie na poszczególnych gałęziach przy połączeniu równoległym będzie takie samo, jak napięcie źródła, natomiast natężenie prądu ze źródła musi być sumą prądów, jakie występują na gałęziach (I prawo Kirchhoffa), a nawet może być większe (natężenie, nie napięcie).
Co by dało inne połączenie ? Nie wiem do końca, jak to jest z uszkodzeniami rezystorów, ale... Jeśli mamy jeden rezystor, to na pewno jego uszkodzenie poskutkuje problemami z całym układem. Jakimi ? Zakładam, że może to być, albo przerwanie dopływu prądu do obwodu, albo "zerowa rezystancja" skutkująca zniszczeniem diod (za wysokie napięcie). W takim sensie użycie większej ilości rezystorów wydaje się słuszne.
No to w domu zbuduj taki układ. Przygotuj sobie dwa LED'y o rożnych kolorach, najlepiej czerwoną i niebieską i połącz je równolegle przez rezystor 1K i zaobserwuj wynik tego eksperymentu.mlody_ pisze: Nadal nie bardzo rozumiem, dlaczego nie możemy użyć jednego rezystora.
I generalnie rezystory same z siebie się nie psują. Rezystory "psują" się głównie z przeciążenia. A tak to są bardzo niezawodne elementy.
Nie mam niebieskich, jakie one mają napięcie znamionowe ? Mam np. czerwone 2V/20mA i zielone 2,3V/20mA. No i ten rezystor 1K to trochę z kapelusza, bo nie wiem o jakie napięcie zasilania Ci chodziło.
Poza tym jeśli chodzi o takie rozrzuty napięcia, to rozumiem, bo jeśli będziemy mieli diody o takim rozrzucie i podłączymy jeden rezystor, to wszędzie będzie to samo napięcie, dla jednych diod za duże, dla innych dobre, dla jeszcze innych może być za małe.
Np. jeśli mam zasilanie 9V i zasilam dwie diody jedną czerwoną, jedną zieloną, o wartościach j.w., to nie dobiorę idealnie jednego rezystora. Lepiej wtedy dać osobno na każdą. Dla czerwonej potrzeba ok. 350Ω, czyli możemy wziąć 330Ω+33Ω w szereg, a dla zielonej 335Ω, czyli np. 330Ω+10Ω w szereg. Wiadomo, że rezystory mają tolerancję i to też jest pewien rozrzut. Chyba dobrze zmierzyć ile jest rzeczywiście omomierzem, albo od razu brać pod uwagę % tolerancji ?
Poza tym jeśli chodzi o takie rozrzuty napięcia, to rozumiem, bo jeśli będziemy mieli diody o takim rozrzucie i podłączymy jeden rezystor, to wszędzie będzie to samo napięcie, dla jednych diod za duże, dla innych dobre, dla jeszcze innych może być za małe.
Np. jeśli mam zasilanie 9V i zasilam dwie diody jedną czerwoną, jedną zieloną, o wartościach j.w., to nie dobiorę idealnie jednego rezystora. Lepiej wtedy dać osobno na każdą. Dla czerwonej potrzeba ok. 350Ω, czyli możemy wziąć 330Ω+33Ω w szereg, a dla zielonej 335Ω, czyli np. 330Ω+10Ω w szereg. Wiadomo, że rezystory mają tolerancję i to też jest pewien rozrzut. Chyba dobrze zmierzyć ile jest rzeczywiście omomierzem, albo od razu brać pod uwagę % tolerancji ?
Masz zbyt dokładne podejście do sprawy.
Diody mają tolerancję, rezystory także, jednak to nie przeszkadza, ewentualne różnice w jasności świecenia ciężko będzie zauważyć gołym okiem.
Jeśli założysz że nie możesz przekroczyć tych 20mA a chciałbyś prąd powyżej 15mA, wystarczy dać kolejny rezystor z szeregu, 360 albo 390 omów dla obu LEDów i też będzie działać.
Jedyne co bym zmienił, to połączył diody szeregowo. Jeśli nie możesz połączyć szeregowo czerwonej i zielonej bo chcesz mieć regulację koloru, to połącz po dwie albo trzy czerwone i dwie lub trzy zielone szeregowo. Ten sam prąd będzie zawał dużo więcej światła i mniej ciepła pójdzie w rezystor.
------------------------
A jak nie chce ci się liczyć, to polecam ten kalkulator: http://led.linear1.org/led.wiz
Tylko trzeba pamiętać, że dla wszystkich parametrów nie wolno używać przecinka, trzeba używać kropki zamiast typowego przecinka.
Diody mają tolerancję, rezystory także, jednak to nie przeszkadza, ewentualne różnice w jasności świecenia ciężko będzie zauważyć gołym okiem.
Jeśli założysz że nie możesz przekroczyć tych 20mA a chciałbyś prąd powyżej 15mA, wystarczy dać kolejny rezystor z szeregu, 360 albo 390 omów dla obu LEDów i też będzie działać.
Jedyne co bym zmienił, to połączył diody szeregowo. Jeśli nie możesz połączyć szeregowo czerwonej i zielonej bo chcesz mieć regulację koloru, to połącz po dwie albo trzy czerwone i dwie lub trzy zielone szeregowo. Ten sam prąd będzie zawał dużo więcej światła i mniej ciepła pójdzie w rezystor.
------------------------
A jak nie chce ci się liczyć, to polecam ten kalkulator: http://led.linear1.org/led.wiz
Tylko trzeba pamiętać, że dla wszystkich parametrów nie wolno używać przecinka, trzeba używać kropki zamiast typowego przecinka.
Ale ty kombinując. No to weź jedną czerwoną i jedną zieloną diodę daj rezystor 1K i podłącz do napięcie zasilania obojętnie jakiego między 6V a 24V. I zobacz na własne oczy dlaczego nie można łączyć diod równolegle bez rezystora.Nie mam niebieskich, jakie one mają napięcie znamionowe ? Mam np. czerwone 2V/20mA i zielone 2,3V/20mA. No i ten rezystor 1K to trochę z kapelusza, bo nie wiem o jakie napięcie zasilania Ci chodziło.
Diody LED będą miały różne napięcia przewodzenia co zaowocuje widoczną różnicą w jasności świecenia diod. Przyczyną tego stanu rzeczy jest nierównomierny rozpływem prądów pomiędzy diody. Bo już niewielka różnica ( na poziomie 0.1V) między napięciami przewodzenia poszczególnych diod, spowoduje różnicę w prądach na poziomie 3 razy. Co pokazałem na obrazku.
I jeszcze mała rada praktyczna. Nie dobieraj rezystorów dla diod tak "pedantyczne". Nie ma to sensu. Wystarczy dla zwykłych LED-ów przyjąć prąd przewodzenia na poziome 10mA i po sprawie.
- Załączniki
-
- 234.PNG (2.02 KiB) Przejrzano 10880 razy
Ostatnio zmieniony 22 gru 2012, 7:39 przez Jony130, łącznie zmieniany 1 raz.
Dzięki, teraz rozumiem, o co chodziło. Zmontowałem taki układzik i wszystko widać.
Mam jeszcze takie pytanie, co do połączeń. Mam zamiar zrobić coś na kształt "ring light" do aparatu fotograficznego, no i dodatkowe oświetlenie, wsuwane w sanki aparatu, ale z użyciem tych bardzo jasnych LED. Nie wiem jeszcze jaką ilość wykorzystam, bo trzeba będzie to sprawdzić "eksperymentalnie", jaka ilość, ile światła daje. Teraz pytanie, czy wszystkie powinienem łączyć równolegle czy podzielić je i wtedy równolegle kilka grup, w każdej grupie łączenie szeregowe ?
Mam jeszcze takie pytanie, co do połączeń. Mam zamiar zrobić coś na kształt "ring light" do aparatu fotograficznego, no i dodatkowe oświetlenie, wsuwane w sanki aparatu, ale z użyciem tych bardzo jasnych LED. Nie wiem jeszcze jaką ilość wykorzystam, bo trzeba będzie to sprawdzić "eksperymentalnie", jaka ilość, ile światła daje. Teraz pytanie, czy wszystkie powinienem łączyć równolegle czy podzielić je i wtedy równolegle kilka grup, w każdej grupie łączenie szeregowe ?
Ograniczenie ilości jest tylko od góry, ponieważ ilość diod w szeregu a dokładnie suma spadku napięcia w kierunku przewodzenia powinna być niższa niż 320V. Prąd jest stały niezależnie od ilości połączonych szeregowo diod i wynosi 20mA. Nadaje się do każdej aplikacji wymagającej dużej ilości światła, takich jak oświetlenie akwarium, lampki nocne, itp.
Układ składa się z zasilacza z zabezpieczeniem przeciwprzepięciowym w postaci warystora na wejściu, oraz z źródła prądowego wymuszającego stałą wartość prądu kolektora tranzystora mocy.
Tranzystor T1 to w zasadzie każdy npn małej mocy jaki uda się znaleźć. Jako T2 może pracować tranzystor z napięciem kolektor emiter minimum 400V i odpowiedniej mocy, ponieważ musi pracować na radiatorze. Używałem do testów znanych i bardzo tanich BU208 i BU326. Radiator należy dobrać eksperymentalnie ponieważ jego wielkość uzależniona jest od spadku napięcia na diodach. Im więcej diod tym mniejsze straty w tranzystorze mocy i może się okazać że przy odpowiedniej ilości radiator w ogóle nie będzie potrzebny. Podczas testu podczas zwarcia wyjścia wystarczył radiator obustronnie żebrowany wielkości połowy paczki po papierosach.
Niestety nie posiadam wzoru płytki drukowanej ponieważ układ powstał w pająku, ale obiecuje że w wolnym czasie zaprojektuje ją.
Na koniec wspomnę tylko, że mało ekonomiczne jest wykorzystywanie tego układu do zasilania powiedzmy 1, 5 czy 10 diod. W tym przypadku najlepiej zrobić zwykły zasilacz z transformatorem, ale w przypadku parudziesięciu diod ten układ jest idealny.
Układ składa się z zasilacza z zabezpieczeniem przeciwprzepięciowym w postaci warystora na wejściu, oraz z źródła prądowego wymuszającego stałą wartość prądu kolektora tranzystora mocy.
Tranzystor T1 to w zasadzie każdy npn małej mocy jaki uda się znaleźć. Jako T2 może pracować tranzystor z napięciem kolektor emiter minimum 400V i odpowiedniej mocy, ponieważ musi pracować na radiatorze. Używałem do testów znanych i bardzo tanich BU208 i BU326. Radiator należy dobrać eksperymentalnie ponieważ jego wielkość uzależniona jest od spadku napięcia na diodach. Im więcej diod tym mniejsze straty w tranzystorze mocy i może się okazać że przy odpowiedniej ilości radiator w ogóle nie będzie potrzebny. Podczas testu podczas zwarcia wyjścia wystarczył radiator obustronnie żebrowany wielkości połowy paczki po papierosach.
Niestety nie posiadam wzoru płytki drukowanej ponieważ układ powstał w pająku, ale obiecuje że w wolnym czasie zaprojektuje ją.
Na koniec wspomnę tylko, że mało ekonomiczne jest wykorzystywanie tego układu do zasilania powiedzmy 1, 5 czy 10 diod. W tym przypadku najlepiej zrobić zwykły zasilacz z transformatorem, ale w przypadku parudziesięciu diod ten układ jest idealny.
- Załączniki
-
- 35_1257691234.gif
- (169.67 KiB) Pobrany 226 razy