Na LED páscích jsou rezistory, na deskách plošných spojů jsou rezistory (kde LED slouží jako indikátory), dokonce i LED lampy mají rezistory. Co se děje? Proč je LED obvykle připojena přes odpor? Proč potřebuje LED rezistor?
Ve skutečnosti je vše velmi jednoduché: LED potřebuje k provozu velmi malé konstantní napětí, a pokud použijete více, LED shoří. I když použijete o něco více, o 0,2 voltu více, než je nominální hodnota, životnost LED se začne rychle snižovat a velmi brzy skončí životnost tohoto polovodičového světelného zdroje v slzách.
Například červená LED potřebuje pro běžný provoz přesně 2,0 voltu, přičemž její proudový odběr je 20 miliampérů. A pokud použijete 2,2 voltu, dojde k poruše pn přechodu.
U různých výrobců LED se v závislosti na použitých polovodičích a technologii vytváření LED může provozní napětí mírně lišit v jednom nebo druhém směru. Vezměme si však příklad proudově napěťové charakteristiky červené SMD LED od jednoho známého výrobce:
Zde můžete vidět, že již při 1,9 voltu LED začne slabě svítit, a když jsou na její svorky aplikovány přesně 2 volty, záře se ukáže být docela jasná, toto je její nominální režim. Pokud nyní zvýšíte napětí na 2,1 V, LED se začne přehřívat a rychle ztratí svůj zdroj. A pokud je napájeno více než 2,1 voltu, LED shoří.
Nyní si připomeňme Ohmův zákon pro část obvodu: proudová síla v části obvodu je přímo úměrná napětí na koncích této části a nepřímo úměrná jejímu odporu:
Pokud je tedy náš proud procházející LED 20 mA s napětím na jeho svorkách 2,0 V, jaký odpor má tedy LED v provozním stavu na základě tohoto zákona? Správně: 2,0/0,020 = 100 ohmů. LED dioda v provozním stavu je svými vlastnostmi ekvivalentní rezistoru o jmenovité hodnotě 100 Ohmů s výkonem 2 * 0,020 = 40 mW.
Ale co když je na desce k dispozici pouze 5 nebo 12 voltů? Jak napájet LED tak vysokým napětím, aniž by vyhořela? Vývojáři se tedy všude rozhodli, že je nejpohodlnější použít přídavný odpor.
Proč odpor? Protože se jedná o nejziskovější, nejekonomičtější, nejméně nákladný, pokud jde o zdroje a ztrátový výkon, způsob, jak vyřešit problém omezení proudu přes LED.
Pokud je tedy k dispozici 5 voltů a potřebujete získat 2 volty ze 100 Ohmového „rezistoru“, musíte těchto 5 voltů rozdělit mezi náš užitečný 100 Ohmový žhavící odpor (který představuje TATO LED) a další odpor, jehož hodnota Nyní musíme vypočítat na základě toho, co je k dispozici:
V tomto obvodu je proud konstantní, nestřídavý, všechny prvky jsou v ustáleném stavu lineární, takže proud v celém obvodu bude mít stejnou hodnotu, v našem příkladu 20 mA – to je to, co LED potřebuje. Zvolíme tedy rezistor R1 takové hodnoty, aby jím procházel také 20 mA a napětí na něm přesně 3 volty, což je potřeba někam dát.
Takže: podle Ohmova zákona I=U/R, tedy R=U/I = 3/0,02 = 150 Ohm. A co moc? P=U2/R = 9/150 = 60 mW. Aby se příliš nezahříval, je vhodný rezistor 0,125 W. Nyní je každému jasné, co je rezistor pro LED.
Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře
Pokud se vám tento článek líbil, sdílejte odkaz na něj na sociálních sítích. Velmi to pomůže rozvoji našeho webu!
