Kas ir LED ķēde?

Gaismas diodes ir lētas, uzticamas, izturīgas un energoefektīvas. LED shēma ir kļuvusi par izplatītu elementu elektroniskajās ierīcēs, automašīnās un ierīcēs, kur tās kalpo kā indikatora gaismas un nelielam apgaismojumam. Ir izstrādātas lielākas gaismas diodes, kurām ir mājas lietojumprogrammas, un tās, bez šaubām, nākotnē kļūs vēl svarīgākas, taču šī diskusija koncentrēsies uz LED ķēdes elementiem, kas attiecas uz mazākām gaismas diodēm.

Gaismas diodes ir vienkāršas, cietvielu diodes. Diode ir ierīce, kas ļauj elektroniem plūst tikai vienā virzienā, ievietojot mazliet pusvadītāju materiāla strāvas ceļā tā sauktajā krustojumā. Gaismas diodes šis pusvadītāju materiāls ir īpaši apstrādāts, lai izstarotu gaismas fotonus, kad strāva iet caur to. Kad elektriskā strāva iet cauri LED pareizajā virzienā, tiek teikts, ka tā ir novirzīta uz priekšu un pusvadītāju materiāls krustojumā spīd.

Ja strāvas plūsma ir apgriezta, tas ir stāvoklis, kas pazīstams kā apgrieztā novirze, cauri pusvadošajam materiālam neplūst elektroni un netiek izstarota gaisma. Pārmērīgs reversās nobīdes spriegums viegli sabojās krustojumu, tāpēc pret šo apgrieztā pārrāvuma spriegumu ir jāsargājas. Šī iemesla dēļ gaismas diožu darbināšanai priekšroka tiek dota līdzstrāvai, nevis maiņstrāvai, padarot baterijas par ideāliem enerģijas avotiem.

Pārmērīgs priekšējais nobīdes spriegums var arī sabojāt LED savienojumu, tāpēc gandrīz vienmēr tiek izmantots rezistors, lai samazinātu ierīces spriegumu. Ražotājs ir novērtējis gaismas diodes gan attiecībā uz to strāvas patēriņu, gan pretestības sprieguma kritumu tiešā nobīdes vai Vf gadījumā, un tas ir jāņem vērā, izvēloties LED ķēdes rezistoru. Nepieciešamā rezistora vērtību var aprēķināt, atņemot gaismas diodes pretestības sprieguma kritumu no barošanas avota sprieguma un dalot rezultātus ar LED norādīto strāvas vērtību.

Reversā pārrāvuma sprieguma draudi liek LED ievietot LED ķēdē ar pareizu polaritāti. Gaismas diodes ļauj elektroniem pāriet no saviem katodiem uz anodiem, tāpēc gaismas diodēm jābūt savienotām tā, lai to katodi savienotos ar barošanas avota negatīvo polu, bet anodi – ar pozitīvo pusi. Ražotāji norāda gaismas diodes polaritāti vairākos veidos, jo īpaši, padarot katoda vadu īsāku, plakanu, melnu vai saplacinot vai iegriežot LED korpusa katoda pusi.

Tipiskā LED ķēde, ko izmanto nelielas indikatora gaismas darbināšanai, kā strāvas avotu izmantos 1.5–9 V akumulatoru. Tam būs tipisks tiešā sprieguma kritums, apmēram 1.8 līdz 3.3 volti atkarībā no krāsas. Gaismas diode uzņems, iespējams, no 5 līdz 20 mA strāvu.