Продукція, що в автомагазинах світлодіодні лампи позіціруются на напругу 12 і 24 Вольта і тому, складаються з, власне, світлодіоди і додаткового опору - резистора, захованого в цоколі.
Розібравши одну з куплених мною світлодіодних ламп (відмовила унаслідок обриву ніжки), я знайшов цей резистор. Див. Фото:
Заміряв опір цього резистора тестером, виявилося 520 Ом. Згідно із законом Ома неважко підрахувати, яка напруга має падати на цьому резисторі при номінальному струмі 20 мА
U = R х I = 520 х 0,02 = 10,4 (Вольт)
Підсумовуємо отримане з напругою на світлодіоді, отримуємо 12,4 - 13,4 Вольта, що відповідає напрузі в бортсети автомобіля.
Тепер розглянемо екстремальний випадок - підвищення напруга в бортсети до 15 Вольт. Далі "підвищувати" напруга не будемо - на сучасних машинах почне "кричати" сигналізація.
Для початку, розрахуємо якесь "умовне" опір світлодіода в номінальному режимі.
Я пишу "умовне", так як воно залежить від температури, типу діода і ін. (Фахівці мене зрозуміють), але все це незначні відхилення від наших міркувань.
Отже, знову ж за законом Ома, прийнявши середнє напруга на діоді - 2,5 В
Rдіода = U / I = 2,5. 0,02 = 125 (Ом)
Загальний опір лампи буде дорівнює сумі опорів резистора і світлодіода.
R = Rрезіст. + Rдіода = 520 + 125 = 645 (Ом)
Визначимо струм в лампі при підвищеній напрузі.
I = U / R = 15. 645 = 0,024 (Ампер)
Визначимо напругу, що з'являється при цьому на діоді.
U = IR = 0,024 х 125 = 3 (Вольта)
Отже, бачимо, що напруга залишиться в допустимих межах.
ВИСНОВОК. Наявність додаткового резистора, що має значно більший опір, ніж у діода, грає роль "стабілізатора", що рятує діод від невеликих перенапруг.
Тепер можна поміркувати про причини настільки частого виходу світлодіодів з ладу. Прочитавши деяку кількість статей в інеті про надяскравих світлодіодах напрошується одна причина - низька якість виготовлення, причому на технологічному рівні. З метою економії, виводять діоди на граничні режими, заявляючи їх параметри номінальними. Відповідно, значно знижується термін служби.
Іншим негативним фактором, що впливає на працездатність світлодіодів, є схеми їх підключення. Це в-основному відноситься до світлодіодів без додаткових резисторів.
1. Послідовне включення (ялинкова гірлянда)
При цьому, напруга живлення розподіляється між діодами, якщо діоди ідентичні, то - порівну.
Ось тут-то і починається найцікавіше. На відміну від гірлянди лампочок, охолонувши виключаються при перегорання будь-який з них, гірлянда з діодів, гине вся. Вся справа в тому, що вихід з ладу для діода, найчастіше означає його пробою. При пробої, через кристал діода виникає канал провідності і він перетворюється в провідник. Його напруга "ділиться" між іншими. Що призводить до перевантаження і подальшого загибелі всієї "гірлянди". Застосування діодів з додатковими резисторами трохи полегшує цей результат (резистори візьмуть частину перенапруги на себе), однак, до автомобіля слабо застосовно, зважаючи на низький бортового напруги. Кращий варіант для цього з'єднання - застосування стабілізатора струму.
з'єднання зі стаб. струму
Підключення діодів паралельно із загальним стабілізатором струму, теж погано. При відключенні частини діодів (сигнальні табло, горять в повному обсязі одночасно) залишилися включеними діоди візьмуть весь струм, підтримуваний стабілізатором, на себе.
паралельне соед. зі стаб. струму
В ідеалі, кожен діод повинен мати свій стабілізатор струму.
У підсумку, можна зробити висновок і дати деякі рекомендації.
1. Застосовувати світлодіоди надійних виробників. Застосовувати саме "автомобільні" світлодіоди з резисторами.
2. По можливості захистити діоди від перенапруг. Це - надійно працює генератор і надійно підключена акумуляторна батарея (вона - головний фільтр високовольтних перешкод на автомобілі). А також - надійно під'єднані мінусові проводи.
3. Регулювати яскравість краще зміною струму (додаткові резистори, потенціометри).
Ось так я думаю.
Ціна питання: 0 ₽ Пробіг: 142500 км