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LED, 또는 발광 다이오드 (LED, 영어 버전 LED-발광 다이오드)-전류가 흐를 때 일관되지 않은 빛을 방출하는 반도체 장치. 이 작업은 전류가 pn 접합을 통과할 때 빛 방사가 나타나는 물리적 현상을 기반으로 합니다. 글로우의 색상(방출 스펙트럼 최대 파장)은 pn 접합을 형성하는 데 사용되는 반도체 재료의 유형에 따라 결정됩니다.

LED 및 그 응용. LED

존엄

1. LED에는 유리 전구 및 필라멘트가 없으므로 높은 기계적 강도와 신뢰성(충격 및 진동 저항)을 보장합니다.
2. 가열 및 고전압의 부재는 높은 수준의 전기 및 화재 안전을 보장합니다.
3. Inertialess는 고속이 필요할 때 LED를 필수 불가결하게 만듭니다.
4. 미니어처
5. 긴 수명(내구성)
6. 고효율,
7. 상대적으로 낮은 공급 전압 및 전류 소비, 낮은 전력 소비
8. 광선의 다양한 색상, 방사의 지향성
9. 조절 가능한 강도

제한

1. 비교적 높은 비용. LED에 비해 기존 백열 램프의 화폐/루멘 비율은 약 100배입니다.
2. 하나의 요소에서 나오는 작은 광속
3. 시간 경과에 따른 LED 매개변수 저하
4. 전원에 대한 요구 사항 증가

외관 및 주요 매개변수

LED에는 몇 가지 기본 매개변수가 있습니다.

1. 케이스 종류
2. 일반적인 (작동) 전류
3. (작동) 전압 강하
4. 발광색(파장, nm)
5. 빔 각도

기본적으로 하우징의 유형은 전구(렌즈)의 직경과 색상으로 이해됩니다. 아시다시피 LED는 전류를 공급받아야 하는 반도체 소자입니다. 따라서 특정 LED에 전원을 공급해야 하는 전류를 일반이라고 합니다. 이 경우 LED에서 특정 전압이 떨어집니다. 방출 색상은 사용된 반도체 재료와 도펀트에 의해 결정됩니다. LED에 사용되는 가장 중요한 원소는 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 인(P)으로, 빨간색에서 노란색 범위의 빛을 냅니다. 인듐(In), 갈륨(Ga), 질소(N)는 파란색과 녹색 빛을 내는 데 사용됩니다. 또한 청색(파란색) 빛을 내는 크리스탈에 인광체를 첨가하면 흰색 LED를 얻게 됩니다. 방출 각도는 LED의 전구(렌즈)뿐만 아니라 재료의 생산 특성에 의해서도 결정됩니다.

현재 LED는 LED 조명, 자동차 조명, 광고 표지판, LED 패널 및 표시기, 티커 및 신호등 등 다양한 영역에서 응용되고 있습니다.

필요한 매개 변수의 전환 방식 및 계산:

LED는 반도체 소자이기 때문에 회로에 연결할 때 극성을 준수해야 합니다. LED에는 두 개의 출력이 있으며 그 중 하나는 음극("마이너스")이고 다른 하나는 양극("플러스")입니다.

LED 및 그 응용. LED 연결

LED가 켜집니다 만 그림과 같이 직접 연결했을 때

다시 켜면 LED가 켜지지 않습니다. 또한, 역 전압의 낮은 허용 값에서 LED의 고장이 가능합니다.

직접(파란색 곡선) 및 역방향(빨간색 곡선) 연결에 대한 전압에 대한 전류의 의존성은 다음 그림에 나와 있습니다. 각 전압 값이 다이오드를 통해 흐르는 자체 전류량에 해당하는지 확인하는 것은 어렵지 않습니다. 전압이 높을수록 전류 값이 높아집니다(그리고 밝기도 높아집니다). 각 LED에는 공급 전압 Umax 및 Umaxrev의 허용 값이 있습니다(각각 직접 및 역방향 스위칭). 이 값 이상의 전압이 가해지면 전기적 고장이 발생하여 LED가 고장납니다. LED가 빛나는 공급 전압 Umin의 최소값도 있습니다. Umin과 Umax 사이의 공급 전압 범위를 "작동" 영역이라고 합니다. 여기에서 LED의 작동이 보장되기 때문입니다.

LED 및 그 응용 \

1. LED가 하나 있는데 가장 간단한 경우에 어떻게 연결하면 될까요?

가장 간단한 경우에 LED를 올바르게 연결하려면 전류 제한 저항을 통해 연결해야 합니다.

LED 및 그 응용

예를 들어 1

작동 전압이 3V이고 작동 전류가 20mA인 LED가 있습니다. 5볼트 소스에 연결해야 합니다.

LED 및 그 응용

전류 제한 저항의 저항 계산

R = U퀜칭 / ILED
Uquenching = Upower - ULED
공급 = 5V
ULED = 3V
ILED = 20mA = 0.02A
R \u5d (3-0.02) / 100 \u0.1d XNUMX Ohm \uXNUMXd XNUMX kOhm

즉, 저항이 100옴인 저항을 가져와야 합니다.

2. 여러 개의 LED를 연결하는 방법은 무엇입니까?

여러 LED를 직렬 또는 병렬로 연결하여 필요한 저항을 계산합니다.

예 1.

작동 전압이 3V이고 작동 전류가 20mA인 LED가 있습니다. 3개의 LED를 15볼트 소스에 연결해야 합니다.

우리는 계산합니다 : 3 볼트 \u3d 9 볼트에 대한 15 개의 LED, 즉 XNUMX 볼트 소스는 LED를 직렬로 켜기에 충분합니다

LED 및 그 응용

계산은 이전 예와 유사합니다.

R = U퀜칭 / ILED
Uquenching = Upower - N * ULED
공급 = 15V
ULED = 3V
ILED = 20mA = 0.02A
R \u15d (3-3 * 0.02) / 300 \u0.3d XNUMX Ohm \uXNUMXd XNUMX kOhm

예를 들어 2

작동 전압이 3V이고 작동 전류가 20mA인 LED가 있다고 가정합니다. 4개의 LED를 7볼트 소스에 연결해야 합니다.

우리는 4볼트 \u3d 12볼트에 대해 2개의 LED를 계산합니다. 즉, LED를 직렬로 연결할 전압이 충분하지 않으므로 직렬 병렬로 연결합니다. XNUMX개의 LED로 구성된 두 그룹으로 나누겠습니다. 이제 전류 제한 저항을 계산해야 합니다. 이전 단락과 유사하게 각 분기에 대한 전류 제한 저항을 계산합니다.

LED 및 그 응용

R = U퀜칭 / ILED
Uquenching = Upower - N * ULED
공급 = 7V
ULED = 3V
ILED = 20mA = 0.02A
R \u7d (2-3 * 0.02) / 50 \u0.05d XNUMX Ohm \uXNUMXd XNUMX kOhm

가지의 LED는 동일한 매개변수를 가지므로 가지의 저항은 동일합니다.

예를 들어 3

다른 브랜드의 LED가 있는 경우 각 분기에 단 하나의 유형(또는 동일한 작동 전류)의 LED가 있는 방식으로 결합합니다. 이 경우 각 분기에 대한 자체 저항을 계산하기 때문에 동일한 전압을 관찰할 필요가 없습니다.

예를 들어 5개의 서로 다른 LED가 있습니다.
1차 적색 전압 3볼트 20mA
2차 녹색 전압 2.5볼트 20mA
3차 청색 전압 3볼트 50mA
4번째 백색 전압 2.7볼트 50mA
5번째 황색 전압 3.5볼트 30mA

LED를 전류별로 그룹으로 나누기 때문에
1) 1번과 2번
2) 세 번째와 네 번째
3) 다섯 번째

LED 및 그 응용

우리는 각 분기에 대한 저항을 계산합니다

R = U퀜칭 / ILED
Uquenching = Upower - (ULEDY + ULEDX + ...)
공급 = 7V
ULED1 = 3V
ULED2 = 2.5V
ILED = 20mA = 0.02A
R1 = (7-(3+2.5))/0.02 = 75옴 = 0.075k옴

비슷하게
R2 = 26옴
R3 = 117옴

마찬가지로 원하는 수의 LED를 배열할 수 있습니다.

중요 사항!

전류 제한 저항을 계산할 때 표준 저항 시리즈에없는 수치가 얻어 지므로 계산 된 것보다 약간 큰 저항을 가진 저항을 선택합니다.

3. 전압이 3볼트(또는 그 이하)인 전압원과 작동 전압이 3볼트인 LED가 있으면 어떻게 됩니까?

전류 제한 저항이 없는 회로에 LED를 포함하는 것은 허용 가능하지만 바람직하지는 않습니다. 단점은 명백합니다. 밝기는 공급 전압에 따라 다릅니다. DC-DC 컨버터(전압 부스트 컨버터)를 사용하는 것이 좋습니다.

4. 3볼트(또는 그 이하) 소스에 대해 서로 병렬로 3볼트의 동일한 작동 전압으로 여러 개의 LED를 켤 수 있습니까? "중국"등불에서는 이것이 수행되는 방식입니다.

다시 말하지만 이것은 아마추어 라디오 연습에서 허용됩니다. 이 포함의 단점 : LED는 매개 변수에 특정 확산이 있기 때문에 다음 그림이 관찰되고 일부는 더 밝게 빛나고 다른 일부는 더 어두워지며 미학적이지 않습니다. 이는 위의 손전등에서 관찰되는 것입니다. DC-DC 컨버터(전압 부스트 컨버터)를 사용하는 것이 좋습니다.

중요 사항!

위에 제시된 회로는 계산 된 매개 변수의 높은 정확도에서 다르지 않습니다. 이는 전류가 LED를 통해 흐르면 열이 발생하여 pn 접합이 가열되고 전류가 존재하기 때문입니다. 저항을 제한하면 이 효과가 감소하지만 LED를 통해 약간 증가된 전류에서 균형이 설정됩니다. 따라서 안정성을 확보하기 위해 전압 안정기보다 전류 안정기를 사용하는 것이 좋습니다. 전류 안정기를 사용하는 경우에만 연결할 수 있습니다. 하나 LED의 분기.

저자: Sivent; 간행물: cxem.net

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