СтройДвор / Фундамент / Схема подключения стабилитрона на 12 вольт. Какая схема подключения светодиодов лучше - последовательная или параллельная. Ошибки при подключении

Схема подключения стабилитрона на 12 вольт. Какая схема подключения светодиодов лучше - последовательная или параллельная. Ошибки при подключении

10.03.2024

Светодиоды 12 вольт для авто имеют 11 главных достоинств, о которых вам полезно будет узнать, они постепенно вытесняют из обихода старые лампочки, даже в автомобилях водители стараются установить светодиодную подсветку. Сегодня ее широко используются для:

освещения салона машины;
подсветки приборной доски;
освещения багажника
замены обычных лампочек, установленных в фарах

Схема подбора светодиодных LED ламп для автомобиля

Спрос на светодиоды вполне оправдан, ведь они имеют множество преимуществ перед лампами накаливания и ртутными лампочками.

Светодиоды 12 вольт для авто их преимущества и эффективность

1. Экономичное энергопотребление. Светодиодные лампы потребляют на 70% меньше электроэнергии, чем лампы накаливания.
2. Светодиоды не перегорают, поэтому их не придется менять даже после длительного периода эксплуатации.
3. Они не требуют специальных условий для утилизации, потому что светодиоды не опасны для окружающей среды, в отличие от ртутных ламп.
4. Яркость освещения остается постоянной, не зависимо от срока службы ламп.
5. Светодиодные лампы очень прочные. Их изготавливают из алюминия и поликарбонатного стекла, способного выдерживать большие ударные нагрузки.
6. Светодиоды обеспечивают хорошую освещаемость. При таком свете все предметы и их цвета видны отчетливо. Светодиоды 12 вольт для авто идеально подходят для ближнего света.
7. Светодиоды включаются мгновенно и могут работать при любой температуре окружающей среды.
8. Светодиодное освещение не вызывает усталости глаз, потому что оно не имеет эффекта низкочастотных пульсаций.
9. Мощные фонари, сделанные из светодиодов, не слепят глаза.
10. Они меньше нагреваются, поэтому не испортят оптику в авто.

LED-устройства дают более яркий свет, если сравнивать его со светом от ламп накаливания. Поэтому ваша машина со светодиодными фарами будет более заметной на трассе. Светодиодные лампы для автомобиля 12 вольт широко используются в противотуманных фарах. Стробоскоп со светодиодами поможет сделать ваш автомобиль заметнее на дороге в любое время суток. Сигнализация с ярким светодиодом отпугнет грабителей.

Сверхяркие автомобильные LED-лампы – конструктивные особенности

Устройство светодиодных лампочек с цоколем Е27 видно на рисунке 1

Виды светодиодов, которые используются в автомобилях

Для получения необходимой яркости освещения в разных частях автомобиля используются такие типы светодиодных ламп:

в передних фарах дальнего света применяют цоколь Н1. Водители грузового транспорта часто используют светодиодные лампы для авто 24 вольта, с успехом заменяющие ксеноновые;
чтобы сделать огни ближнего света более яркими устанавливают лампы Н4 и Н7.
в багажнике и салоне используют C5W, W5W, BA9S;

подсветка заднего номерного знака или панели приборов монтируется с использованием ламп Т5;
для противотуманных фар подойдут лампы Н1, Н3, НВ3, НВ2, Н4,Н7, Н11. Автомобильные светодиоды на 12 вольт применяются чаще других. Светодиодная лампа на 12 вольт от аккумулятора может использоваться также для ближнего освещения.
для поворотного сигнала подходят лампы BA15S. Этот тип светодиодов соответствует P21W.
для огней задних габаритов устанавливают BAY15D. В европейских авто этот тип двухконтактных светодиодов обозначают P21/5W.

Особенности монтажа и схемы для подключения. Почему нельзя напрямую подключать светодиоды к сети автомобиля

Напряжение в электросети автомобиля колеблется от 12, 5 вольт до 14,5 вольт, а рабочее напряжение светодиода около 3 вольт, поэтому напрямую подсоединять их в бортовую сеть нельзя. Перед подключением каждого элемента к аккумулятору, нужно определить полярность светодиода. Минус соединяют с катодом светодиода, а плюс с источником постоянного тока. Подключение светодиодов к 12 вольт автомобиля без резистора выполнять нельзя.

Для создания подсветки используют готовые ленты. Они сделаны из нескольких светодиодов и резисторов. Каждый такой кластер предназначен для определенного напряжения.

Если электрические параметры отвечают допустимым для вашего автотранспорта, то можно начинать монтаж. При необходимости светодиодные ленты можно делить на части. Делать это нужно по разметкам, нанесенным производителем, чтобы не повредить электросхему.

Как самостоятельно собрать цепь светодиодов. Зачем необходим стабилизатор напряжения и резистор

Цепь из трех светодиодов белого цвета с напряжением по 3,5 вольт и резистора, несложно собрать своими руками. Все лампочки соединяют последовательно, а разницу с напряжением автомобильной электросети компенсируют с помощью резистора на 100 Ом и мощностью 0, 5 Ватт. Его тоже подключают в цепь последовательно. Цепочек можно собрать несколько штук и подключить их параллельно, чтобы на всех участках было одинаковое падение напряжения. Лампочки собирают на фольгированном текстолите.

Стабилизатор напряжения, подключенный к цепи, поможет предотвратить снижение яркости фар в тот момент, когда автомобиль начнет движение

Для выполнения сборки понадобятся пластиковые хомуты и паяльник. Если вы профессионально умеете паять и разбираетесь в устройстве электропроводки вашего транспорта, то можете смело приступать к работе. Если таких знаний у вас нет, то лучше доверить работу профессионалам, чтобы не рисковать своим автомобилем. Они выполнят эту работу быстро и качественно. Ниже видео с тестом светодиодов 12 вольт.

Первое, что вы должны усвоить, прежде чем приступить к процедуре замены: светодиод – это не лампочка. Будьте аккуратны и внимательны, ремонт электрооборудования авто в результате ваших неправильных действий – штука малоприятная. Это, впрочем, касается не только светодиодов , но и любых действий с электропроводкой, будь то установка усилителя или доп-сигналов. Но, тем не менее, не боги горшки обжигают, ничего сложного в подобной замене нет, любой человек с прямыми руками способен произвести ее самостоятельно.

Основные позиции, которые нам нужно усвоить:

1. Напряжение в бортовой сети авто . Обычно это 12 - 13 В при заглушенном двигателе и 13 - 14,5 В при заведенном.

2. Напряжение питания типичного светодиода – 3,5 в. В зависимости от цвета это может быть: для желтых и красных светодиодов - 2 - 2,5 в.; для синих, зеленых, белых - 3-3,8 в. Типовой ток маломощного светодиода – 20 мА, мощного – 350 мА.
3. Не все светодиоды , в отличие от лампочек , освещают пространство вокруг себя. Это нужно учесть при замене индикаторных ламп , например, в приборной панели . При покупке следует обратить внимание на тип линзы или, если есть возможность, спросить у продавца. Узконаправленные светодиоды имеют на конце маленькую линзу. Вообще, постарайтесь проверить это при покупке, а еще лучше, купите и попробуйте несколько разных.
4. У светодиода , как и у аккумулятора , есть плюс и минус . Минус называется катодом, плюс - анодом, на схемах они изображаются так:

Вам должно быть понятно, что просто взять и включить

светодиод в бортовую сеть авто – это значит гарантированно его сжечь .

Хотите убедиться? Возьмите и подключите любой дешевый светодиод напрямую к бортовой сети. Из зажигалки, например. Он у вас красиво засияет и задымится:) Зато будете представлять как выглядит процесс. Дорогие светодиоды перегорают точно так же, поэтому тренироваться лучше на дешевых.

Подключаем светодиоды

1. В продаже продаются светодиодные панельки, так называемые кластеры , они рассчитаны на питание 12в . Их можно просто подключить к бортовой сети и радоваться красивым огонькам. Но есть неприятная особенность – при изменении оборотов двигателя будет меняться яркость свечения светодиодов в кластерах . Незначительно, но заметно глазу. К тому же, по факту, нормально они светят при напряжении около 12,5в, поэтому если у вас низкое напряжение в бортовой сети, светить кластеры будут тускло. Конструктивно кластер состоит из цепочки светодиодов и резистора . На каждые три светодиода - резистор, который гасит лишнее напряжение. Светодиодная лента устроена точно также, поэтому если вам надо отрезать кусок - посмотрите на ленту, на ней есть места, где ее можно резать. Обычно это те же три светодиода и резистор... Где попало резать нельзя:)

2. Включить светодиоды последовательно, цепочкой, то есть сделать самодельный кластер. То есть сцепить нужное количество между собой, а оставшиеся два вывода – к бортовой сети. Оговоримся, что речь идет о белых светодиодах. У светодиодов разного цвета напряжение разное. Нетрудно подсчитать, что для 12-14 в понадобится 3 светодиода . В сумме они дадут 3,5х3=10,5 в. Как говорилось выше, у светодиода есть плюс и минус. Соединение последовательно – это когда плюс одного соединяется с минусом следующего и так далее до конца цепочки.

Но напрямую их подключать все еще нельзя, нужно последовательно с вашей цепочкой включить гасящий лишнее напряжение резистор (сопротивление) - номиналом примерно 100-150 Ом, мощностью 0,5 Вт. Резисторы продаются в любом магазине для радиолюбителей.

Этот способ страдает тем же недостатком, что и предыдущий – изменением интенсивности свечения светодиодов при изменении оборотов. Небольшим, но неприятным. Тем не менее, пользуясь этой схемой вы можете подключить любое количество светодиодов , собирая их цепочками по 3 шт. с резистором и включая параллельно. Параллельно - это значит собрать несколько одинаковых цепочек, плюс каждой цепочки соединить с плюсом другой цепочки, минус - с минусом. Вообще, номинал резистора вычисляется по закону Ома. Но если вы не в ладах с формулами, применяйте простое правило: если включаете 1 светодиод - резистор нужен 500 Ом, если два - 300 Ом, три светодиода - 150 Ом. При этом дальше можете не читать. :) Но потратив полчаса на изучение простой формулы, вы научитесь правильно подбирать значения резисторов , а значит ваши светодиоды будут светить долго и правильно. Могу заверить, что не нужно быть академиком, постараюсь разьяснить подробно и понятно. Вам понадобятся:

2. Закон Ома для участка электрической цепи, то есть для вашего светодиода и резистора . R=U/I . Где R - сопротивление резистора, U - напряжение, которое нужно погасить, I - ток в цепи. То есть, чтобы получить сопротивление гасящего резистора , нужно разделить напряжение , которое нужно погасить, на ток, который нужно получить.

Рассмотрим пример. У нас есть простой белый светодиод , который нам нужно подключить к бортовой сети автомобиля . Напряжение питания такого светодиода приблизительно 3,5 в, ток - 20 мА.

1. Замеряем напряжение в той точке, к которой мы собираемся подключить светодиод. Дело в том, что напряжение в бортовой сети разное. На аккумуляторе может быть 13 вольт, а на прикуривателе - 13,5 и т.д. Поэтому определитесь заранее, куда будете подключать. Включите прибор в режим измерения напряжения и произведите замер. Допустим, это 13 в. Запишите на бумажке.

2. Вычитаем из 13в напряжение питания светодиода (3,5в). Получаем 9,5 в. Ток в формулу подставляется в амперах, в одном ампере 1000 миллиампер, то есть в нашем случае 20 мА - 0,02 А. Пользуясь формулой вычисляем сопротивление:

9,5/0,02=475 Ом.

Чтобы резистор при работе не грелся, вычисляем его мощность. Для этого надо умножить напряжение, которое гасит резистор - 9,5 вольт, на ток, который через него проходит - 0,02 ампера. 9,5х0,02= 0,19 ватт. Лучше брать резистор с запасом - 0,5-1 ватт.

То есть нам нужно сказать продавцу в магазине радиотоваров "Мне нужен резистор 475 Ом 0,5 или один ватт.". Можно использовать номинал и побольше, только светить светодиоды будут тусклее. Поменьше - будет ярче, но ему это может не понравиться.

Купив искомое, подключаем и радуемся:) Чтобы уж окончательно убедиться в правильности расчетов, можете померять ток в цепи. Для этого нужно включить мультиметр в режиме измерения тока (см. инструкцию к прибору) в разрыв между резистором и светодиодом . Если инструкция потеряна - не беда. Установите диск на метку "10А", и переключите красный щуп в гнездо с подписью "10А".

Он должен показать 20 миллиампер или меньше. У резисторов и светодиодов есть разброс параметров, поэтому ток может отличаться в обе стороны, но незначительно. Если значение от 15 до 23 мА - нормально. Чем больше ток, тем ярче светит светодиод, но тем меньше срок его службы. Поэтому для обычных светодиодов не рекомендуют устанавливать ток выше 20 мА, оптимально - 18мА. Самый лучший способ подбора нужного сопротивления - использовать переменный резистор . Но это уже сложнее:)

Вышеприведенная информация позволит произвести подключение любого количества маломощных и мощных светодиодов , достаточно знать их рабочие напряжение и ток и подставлять их в формулу.
Очень полезно бывает подключить параллельно светодиоду обычный диод любого типа в обратной полярности, то есть катодом диода к аноду светодиода . Это защитит ваш светодиод от напряжения обратной полярности . Особенно это актуально для отечественных автомобилей почтенного возраста.

Для самых пытливых:) - первый светодиодный драйвер для авто

Дальнейшая информация служит для продвинутых любителей, которые закон Ома уже освоили. Нет предела совершенству, и вам уже мало просто зажечь светодиоды - хочется, чтобы они светили равномерно, не завися от оборотов двигателя.

Самое правильное включение светодиодов – через стабилизатор тока. Светодиод - это полупроводниковый прибор, который питается током, а не напряжением. Поэтому, если вы стабилизируете и ограничите ток, протекающий через него, то можете подключить хоть киловольт, светодиод будет светить нормально. А от режима работы зависит как долго светодиод будет светить не теряя яркости. Для стабилизации тока используются приборы, называемые драйверами . Простейший драйвер - схема на микросхеме-стабилизаторе LM317 . Главное достоинство этой микросхемы для начинающих - ее очень трудно спалить:)

Испугались? Ничего:) В сущности, требуются две детали - сама микросхема - трехвыводной стабилизатор напряжения , который мы включим в режим стабилизации тока, и резистор . Чтобы не вдаваться в теорию, действия следующие - приобретаем переменный резистор сопротивлением 0,5 кОм. Это такая штуковина с тремя выводами и крутилкой. Как и микросхема, он продается все в том же "Радиолюбителе" за смешные деньги. Можно и вовсе выковырять из ненужного бытового прибора. Припаиваем провода к среднему выводу и одному из крайних, неважно какому. Включаем мультиметр в режим измерения сопротивления. Подключаем к проводам прибор и замеряем сопротивление резистора. Вращением стержня добиваемся максимального показания, то есть 500 Ом (или около того). Это чтобы не сжечь светодиод при слишком низком сопротивлении резистора.

Собираем цепь. Внимание! Внимательно проверьте правильность соединений перед подключением? Проверили? Точно?

Прибор включаем в режим измерения тока. Вращением движка переменного резистора добиваемся показаний прибора 20 мА. Отключаем цепь, замеряем сопротивление резистора и впаиваем вместо него обычный резистор с таким же сопротивлением. Вуаля! Вы только что собрали свой первый светодиодный драйвер :) Он имеет ограничение по максимальному току в пределах 1-1,5 А, поэтому при подключении большого количества светодиодов: во первых, используйте резистор большей мощности. Во-вторых, потрогайте микросхему. Если горячая - имеет смысл прикрепить ее к радиатору. Не забывайте, что корпус авто имеет электрический контакт с "минусом" аккумулятора, а подложка микросхемы (корпус) - со своей второй ножкой. Поэтому крепить ее на кузов без изолирующей прокладки - плохая идея. Еще один нюанс - сама микросхема снижает максимальное напряжение, которое можно подать на светодиод, на два-три вольта. Поэтому больше 11-12 вольт вы при таком драйвере не получите. Но зато он простой и первое представление о правильном подключении светодиодов в авто вам даст:) К слову сказать, на этой же микросхеме + пара деталей можно собрать регулируемый блок питания 1,5-30 в., что бывает очень полезно в автомобиле. Схем включения в интернете множество.
В общем, если у вас все получилось - добро пожаловать в увлекательный мир радиоэлектроники, ведь вряд ли вы теперь остановитесь...

Может, теперь даже соберете

(с) Юрий Рубан, led22.ru. Вопросы и критика приветствуются в разделе

Понятие мощных и ярких светодиодов (LED) очень расплывчиво и точного определения нет. В эту категорию попадают изделия с высокой яркостью свечения и потребляемой мощностью. Данное определение появилось совсем недавно и обусловлено активным развитием светоизлучающих диодов в последние годы. Ранее они играли роль индикаторных лампочек и потребляли максимум, десятки мили Ватт. Сейчас они используются в освещении повсеместно. От освещения комнаты квартиры до подсветки дороги в фарах ближнего света автомобиля. И их потребляемая мощность достигает 100 Ватт и более (в основном это уже светодиодные сборки). Естественно, подобные светодиоды должны обладать высоким уровнем излучаемой яркости, соответственно и высокой мощностью. В рамках статьи разберемся, что представляют из себя мощные светодиоды и какие из них самые яркие.

Кто производит самые мощные и яркие LED

На рынке светодиодной продукции нишу в данном направлении заняла известная, американская фирма CREE.

В модельном ряде компании даже имеется две категории светодиодов:

XLamp — мощные;
High-Brightness – яркие.

Конечно, фирма CREE не единственная, а всего лишь одна из популярных. Конкуренцию составляют и другие фирмы, например Bridgelux, OSRAM, NICHIA.

Стоит отметить, что рынок наполнен китайскими подделками, мощность и яркость которых, существенно отличается от оригинальных. Например, срок службы оригинальных LED рассчитана 50 000 часов, в то время как китайские подделки еле дотягивают до 20 000 часов.

Характеристики мощных светодиодов

Большая часть ярких и мощных светодиодов работает от напряжения 12 Вольт. В редких случаях напряжение питания составляет 24 – 48 Вольт.

Как мы уже отметили ранее, понятие мощного светодиода не определено конкретно, поэтому некоторые определяют мощный светоизлучающий диод с параметром от 1 Ватта, а кто-то от 10 Ватт. Мы определим нижнюю границу в 0,5 Ватт. Т.к. с этой границы в свое время компания CREE показала миру первый мощный светодиод. Большой бум начался с границы в 1 Ватт.

Самый яркий и мощный

Посмотрим на характеристики самого супер яркого светодиода фирмы CREE – XLamp XM-L.

Для справки, в 2010 году разработанный LED XLamp XM-L установил мировой рекорд. Его соотношение яркости к мощности составило 160 Люмен на Ватт при потреблении тока 350 мА. Для того времени это было достижением в отрасли.

Характеристики мощного светодиода XLamp XM-L на 10 Ватт.

напряжение: 12 Вольт;
эффективность: до 160 Люмен на Ватт;
светоотдача: до 840 Люмен (при токе 3 А);
мощность: 10 Вт;
максимальный ток: 3 Ампера;
размер основания: 5 х 5 мм;
цветовая температура: холодный белый;
тепловое сопротивление: 2,5 градуса на Ватт;
прямое падение напряжения: не более 2,9 Вольт.

Максимальное значение тока достигает 3 Ампер, при этом светоизлучающий диод выдает уже 910 Люмен. В свое время светоизлучающий диод XLamp XM-L наделал много шума и на тот день все фирмы конкуренты не имели продукции даже близко похожей по техническим параметрам. Поэтому я и отметил фирму CREE, как лидера в данном направлении светодиодной техники. Они всегда на шаг впереди.

На сегодняшний день линейка LED XLamp XM-L производится для рынка только в холодном цвете, с чем это связано неизвестно. Но найти на прилавках магазином данный светодиод с цветовой температурой отличной от диапазона 5000 – 8300 невозможно.

Малыш ML-E

Еще один интересный мощный и яркий светоизлучающий диод от американской фирмы класса XLamp носит название ML-E.

Его мощность составляет всего 0,5 Ватт. По факту данный LED имеет хорошие показатели, посмотрим на них:

напряжение: 12 В;
тип исполнения: в корпусе PLCC4 (поверхностный монтаж) с теплоотводящей изолированной площадкой HeatSink;
габариты: 3,5 х 3,5 х 1,2;
эффективность: 112 Лм / Вт (очень высокое значение);
тепловое сопротивление: 11 градусов / Вт (хороший показатель);
максимальный ток: 175 мА (нормированный: 150 мА);
диапазон выпускаемых цветовых температур: 2600 – 8300 К;
яркость: 30 Люмен (теплый белый), 51 Люмен (холодный белый).

Для наглядной демонстрации возможностей CREE ML-E приведем пример подсветки багажника в автомобиле.

Пример яркости свечения ML-E

Список мощных и ярких светодиодов можно продолжать бесконечно, ведь мы рассмотрели для примера, характеристики, двух самых популярных на 0,5 и 10 Вт, а есть еще на 3w, 20w, 50w, 100w и т.д. Надеемся этого достаточно, чтобы у Вас сложилась в голове определенная картина и Вы нашли ответы на поставленные вопросы. Надеемся у Вас не осталось вопросов вроде – какие светодиоды самые яркие и мощные? Если, все же остались, пишите в комментариях, мы постараемся дать развернутые ответы.

Подключение светодиода к источнику питания 12 В может быть осуществлено несколькими способами. Первым вариантом решения задачи является увеличение последовательно соединенных светодиодов в цепи. Второй способ связан с применением токоограничивающего резистора.

Рассмотрим оба способа.

Расчет резистора на примере одного светодиода

Большинство светодиодов имеют прямое падение напряжения при допустимом токе 1,8 – 3,6 В. Следовательно, для подключения к источнику 12 В нам необходимо понизить напряжение на светодиоде, в противном случае он сгорит. Это выполняется при помощи токоограничивающего резистора . При правильно подобранном сопротивлении которого светодиод будет работать исправно. Чтобы узнать где катод, а где анод светодиода прочтите эту .

Допустим, что у нас имеется белый светодиод, параметры которого следующие:

Расчет резистора проводится согласно следующей формуле:

где Uп – это напряжение питания, Uсв – прямое падение напряжения на светодиоде, а I – ток светодиода, 0,75 – коэффициент надежности светодиода.

Если неизвестен ток светодиода, но известна его мощность, формула приобретает вид:

В нашем случае, ток светодиода известен.

Исходя из наших расчетов, нам необходим ближайший по номиналу резистор на 620 Ом. В случае если рассчитанное сопротивление выйдет таким, что резистор подобрать будет сложно, то есть смысл использовать несколько параллельно соединенных резисторов.

Чтобы резистор не сгорел, необходимо правильно подобрать его по мощности. Для этого сделаем расчет мощности выделяемой на резисторе.

Затем рассчитываем общий ток в цепи с учетом добавленного сопротивления резистора:

Подставляем получившееся значение в формулу мощности постоянного тока:

Делаем вывод, что нам нужен резистор, рассчитанный как минимум на 0,25 Вт мощности. Если у вас не имеется такого резистора под рукой, можно выйти из ситуации при помощи двух подключенных параллельно резистора по 0,125 Вт каждый или просто поставив увеличить номинал резистора на 15-20%(в данном случае это возможно, но при этом яркость светодиода снизится).

Подключение 3-х светодиодов к 12 В

Подключение трех светодиодов к источнику питания 12 В, позволяет использовать резистор с меньшей мощностью, так как суммарное падение напряжения на трех светодиодах будет больше в 3 раза.

Допустим, что у нас имеется желтый светодиод со следующими параметрами:

Рассчитаем сопротивление балластного резистора по уже известной формуле:

Ближайший резистор, подходящий по номиналу 510 Ом, определим требуемую мощность

Рассчитываем сопротивление светодиода:

Общий ток в цепи с учетом добавленного сопротивления резистора:

Подставляем получившееся значение в формулу мощности постоянного тока.

С тех пор, как сверхъяркие светодиоды (LED) стали доступны широкому кругу потребителей, к ним сразу проявился большой интерес. На основе LED можно создавать множество интересных светотехнических конструкций. Однако, подключение светодиода к 12 вольтам, принципиально отличается от подключения к 12 вольтам той же лампы накаливания. В этом материале будет подробно рассказано о подключении светоизлучающих диодов к источникам питания, имеющим различное напряжение.

Какие светодиоды подключают к 12 вольтам?

Если коротко ответить на вопрос, вынесенный в качестве подзаголовка, то ответ будет звучать так: никакие! Неспециалисту такой ответ покажется парадоксальным, ведь в продаже имеются светодиоды, которые, как заявляют продавцы, рассчитаны на питание от источника 12 вольт.

Возьмемся утверждать, что на конкретное напряжение могут быть рассчитаны только изделия на основе светодиодов. Говорить о конкретном рабочем напряжении LED не корректно. Это связанно с физическими процессами, протекающими в нем при испускании света.

Главными характеристиками этих процессов являются рабочий ток и максимально допустимый ток прибора. В справочниках и даташитах указывают напряжения на светодиодах при протекании рабочего тока. Эти величины используют для расчетов LED конструкций, а не для выбора источника питания.

Кстати, напряжение в рабочем режиме лежит всего лишь в пределах от 1.5 В до 3.5 В. Величина зависит, в основном, от цвета испускаемого LED. Меньшие напряжения падают на красных светодиодах, большие значения относятся к сверхъярким. Имеющиеся в продаже светоизлучающие диоды на 12 вольт не являются единичными приборами.

Двенадцативольтовые LED это матрицы, состоящие из нескольких светоизлучающих диодов. Матрицы представляют собой светодиодные сборки, собранные из цепочек последовательно подключенных приборов.

В каждой матрице имеется несколько цепочек, которые подключены параллельно между собой. Когда говорят, что светодиод рассчитан на двенадцать вольт, то подразумевают, что падение напряжения на последовательной цепочке из них при протекании рабочего тока составляет примерно 12 В.

Подключение сверхярких и мощных LED к 12В

Сначала рассмотрим способ подключения одного мощного сверхъяркого светодиода к 12 Вольтам. Допустим, в нашем распоряжении имеется прибор, рабочий ток которого 350 мА. При этом падение напряжения на нем в рабочем режиме составляет примерно 3.4 Вольта. Нетрудно подсчитать, что потребляемая мощность такого прибора составляет 1 W.

Понятно, что подключать его напрямую к 12 Вольтам нельзя. Нам придется, каким-то образом, «погасить» часть напряжения. В простейших случаях для этих целей применяются гасящие (токоограничивающие) резисторы. Его соединяют со светодиодом последовательно. Схема питания одного LED показана на фото.

R=(U пит – U раб)/I раб.

В нашем примере мощность составит около 3 ватт. Найти сопротивление такой мощности довольно трудно, поэтому в качестве гасящего резистора можно применить два резистора по 100 Ом мощностью 2 Вт, соединенные параллельно.

В принципе на основе этих расчетов уже можно создавать практическую конструкцию. Выполнив подключение светодиода к 12В через выключатель, можно организовать дополнительную подсветку подкапотного пространства автомобиля, багажника или перчаточного бокса.

Мы показали, что создание такой схемы возможно, но применение ее нерационально. Нетрудно заметить, что две трети мощности потребляемой конструкцией приходится на гасящий резистор и, следовательно, тратится впустую. Ниже мы расскажем, как избежать ненужных потерь.

Сколько LED можно подключить к 12В?

Очевидно, что по простейшей схеме к источнику 12 Вольт можно подключить сколько угодно. Главное, чтобы у подключаемого источника питания хватало мощности. Однако мы видели, что при такой схеме подключения много энергии расходуется бесполезно.

Простейшим выходом из этой ситуации является снижение мощности рассеиваемой на токоограничивающем резисторе. Для снижения бесполезно рассеиваемой мощности, несколько светодиодов подключают последовательно и питают через один гасящий резистор. В этом случае падение напряжения на сопротивлении оказывается значительно меньше. Следовательно, существенно снижаются потери энергии. Расчет сопротивления для последовательного подключения светоизлучающих диодов выполняют по формуле:

R=(U пит – nU раб)/I раб.

Где n – количество последовательно подключенных LED.

В случае источника 12 Вольт разумно подключать последовательно три светодиода и один гасящий резистор. Падение напряжения на светодиодах не превысит 10.5 Вольта и на долю резистора останется всего 1,5 Вольт.

Такое техническое решение широко применяют, когда количество подключаемых к 12 Вольтам светодиодов кратно трем. Т. е. так можно подключить 6, 9, 12, …, 3N LED. Например, так поступают производители светодиодных лент. В них светодиоды сгруппированы по три и питаются через одно общее сопротивление.

Если нужно подключить 4 светодиода к 12 Вольтам, то целесообразно сгруппировать их по 2, и каждую пару питать через токоограничивающий резистор.

Последовательно следует подключать светодиоды с одинаковым рабочим током. Иначе разные приборы будут светить с различной яркостью или будет превышен ток какого-либо LED, и он выйдет из строя.

Что касается подключения светодиодов «рассчитанных на 12 В» то лучше установить их «рабочее напряжение» опытным путем. Для этого их надо подключить к лабораторному блоку питания и, постепенно поднимая напряжение, контролировать потребляемый ток. Напряжение, при котором рабочий ток будет достигнут, можно использовать для расчета токоограничивающего резистора.

Как подключить LED к 3 или 5 вольтам

Большинство маломощных светодиодов нормально работают и от 3 и тем более от 5 вольт. Выполнить для них расчет токоограничивающих сопротивлений можно по приведенной выше формуле.

При изготовлении конструкций с автономными источниками питания, особенно если в них используются сверхъяркие «мощные» LED, такой подход не приемлем. Мощность, рассеиваемая на гасящем резисторе, значительно сокращает время работы устройства.

Поэтому в современных ручных фонарях, работающих от низковольтных батарей применяют электронные преобразователи напряжения – драйверы. Потери в драйверах намного ниже, чем на токоограничивающих резисторах. Сейчас драйверы доступны и их можно легко найти в магазинах.

Имея некоторые познания в электронике и навыки работы с паяльником, простой драйвер можно изготовить самостоятельно. Одна из простых схем преобразователя для мощного светодиода приведена ниже.

Как подключить к 12 вольтам автомобиля

Подключение светодиодов к бортовой сети автомобиля не имеет существенных отличий от подключения к другим источникам питания. Просто не нужно забывать, что аккумуляторная батарея автомобиля в нормальном состоянии выдает не 12 Вольт, а примерно 14 Вольт.

Еще при подключении надо помнить, что не в каждом автомобиле надежно работает система стабилизации напряжения бортовой сети. Поэтому при расчетах гасящих резисторов лучше принимать напряжение питания равным 15 – 17 вольт. Это несколько снизит яркость свечения, но зато значительно продлит срок службы, так как светодиод будут работать в «щадящем» режиме.

Видео о подключении

Перед подключением советуем посмотреть хорошее видео для закрепления полученных знаний. Автор подробно и доступным языком рассказывает, как подключить светодиод к 12 вольтам от блока питания компьютера, как рассчитать резистор и другие нюансы.

Итоги

В заключении можно сказать, что при подключении сверхъярких светодиодах нужно принимать во внимание следующие соображения:

важнейшим параметром светодиода является его рабочий ток;
на гасящих резисторах бесполезно рассеивается энергия;
применяя последовательное подключение можно уменьшить потери, одновременно уменьшив количество и мощность применяемых резисторов;
в бортовой сети автомобиля не 12 Вольт, а несколько больше, и для надежной работы подключаемых светоизлучающих диодов нужно обязательно учитывать этот фактор.

Запомнив все вышеперечисленные аспекты подключения, Вы с легкостью запитаете любой светодиод, в любом количестве, от любого источника питания постоянного тока 12 Вольт.

Материалы по теме: