Техническая поддержка

Устройство светодиода

Как видно из рисунка, светодиод состоит из полупроводникового кристалла (чипа), который приклеен токопроводящим клеем к рефлектору (лунке), сформированному на одном из выводов. Верхний контакт кристалла соединен тонкой золотой проволокой с другим выводом рамки. Вся конструкция залита эпоксидным компаундом, который образует колбу светодиода. Колба является линзой, от формы которой зависит диаграмма направленности излучения светодиода.

При проектировании устройств с применением светодиодов (далее по тексту «СИД» - СветоИзлучающий Диод) необходимо обеспечивать рекомендуемые режимы работы, указанные в технических характеристиках.

Вольтамперная характеристика СИД похожа на вольтамперную характеристику выпрямительного диода.

 

В отличие от выпрямительного диода светодиод (VD2…VD4) очень чувствителен к обратному напряжению, которое обычно не должно превышать 5 В. При напряжении больше 5 В может произойти пробой переходов кристалла и СИД выйдет из строя. По этой причине питание на светодиодное устройство рекомендуется подавать через выпрямительный диод (VD1), который обеспечит защиту от импульсов напряжения обратной полярности.

Как видно из графика, при увеличении напряжения питания ток через СИД резко возрастает и может достигнуть недопустимых значений. Для обеспечения более «мягкого» режима работы последовательно с СИД устанавливают балластные резисторы R. Типовое включение показано на рисунке.

Упрощенный расчет балластного резистора производится по следующей формуле

R= (Uвх - (Uпр vd1+Uпр vd2 + Uпр vd3 + Uпр vd4))/Iсид,

где Uвх – номинальное рабочее напряжение.

Uпр vd1 – падение напряжения на выпрямительном диоде при выбранном токе через светодиоды. Обычно это напряжение равно 0,7 В.

Uпр vd2, Uпр vd3, Uпр vd4 – падение напряжения на каждом СИД при выбранном токе. Величина этого напряжения составляет от 2..2,5 В для маломощных светодиодов до 3,5…4,5 В для мощных светодиодов. Для светодиодов белого цвета свечения указанное напряжение равно 3,5..5 В.

Iсид – ток через светодиоды.

Кроме последовательного соединения возможно параллельное соединение светодиодов, а также параллельно-последовательное.

При использовании в схеме нескольких СИД необходимо произвести их отбор по прямому падению напряжения Uпр (разбиновка по прямому напряжению). Для обеспечения равномерного (одинакового) свечения СИД значения Uпр каждого светодиода не должны отличаться более чем на 0,2В. При последовательном соединении СИД, светодиод с самым низким значением Uпр будет светиться слабее других, а при параллельном соединении, наоборот, сильнее других. Кроме того, светодиоды должны быть из одной группы по силе света (бин по интенсивности излучения).

Оптимальным решением вопроса питания СИД является применение специальных устройств стабилизации тока (драйверов). Драйверы обеспечивают постоянное значение тока через СИД при значительном изменении напряжения питания.

Ток через СИД может быть больше рекомендуемого в технической документации при условии хорошего отвода тепла с помощью радиатора. Температура радиатора в непосредственной близости от установленного светодиода не должна превышать 60…70 °С. При превышении этого значения необходимо снизить ток через СИД или применить более эффективный радиатор.

По возникающим вопросам при проектировании устройств на светодиодах вы можете обращаться к специалистам нашей фирмы, которые дадут необходимые рекомендации.