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将 LED 连接到 12 伏

发布时间:2021 年 7 月 28 日
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LED 是一种可靠的元件,只有正确安装才能有效工作。切换 12 伏 LED 时应特别小心。因此,必须有一个限流电阻,你不能忘记极性,以及在同一电路中使用相同的二极管。

这是什么。

LED长期以来一直是流行的照明设备。这是由于它们出色的能源效率和较长的使用寿命(与传统灯泡相比)。此外,随着这些产品产量的增加,价格继续下降。

主要优点是:

  • 耐用性 - 长达 10 年的持续发光;
  • 耐用——不怕冲击和震动;
  • 品种 - 很多尺寸和颜色的光;
  • 低功耗——比具有类似特性的普通灯泡经济10倍;
  • 防火安全 - 由于功耗低,它们不会过热,因此不会引起火灾。

LED(发光二极管)是发光二极管的缩写。从学校物理课上知道它是极地的。因此,如果不遵守极性,LED 将无法工作,很可能会烧坏(击穿)。半导体结构的反向击穿电压为 4-5 伏。如果连接正确,它仍然可以工作,但它会变得具有破坏性,这将大大缩短其使用寿命。

LED特写
LED元件特写

简单地说,发光二极管 (LED) 是一种半导体器件,当电流通过它时会发光。因为光是在固体半导体材料中产生的,所以 LED 被描述为固态器件。术语“固态照明”将该技术与其他使用加热灯丝(白炽灯和卤钨灯)和放电灯(荧光灯)的光源区分开来。

如何选择连接到 12 伏的 LED

根据具体任务选择所需的二极管类型。市场上有很多选择,从指示器到重型。小功率二极管可用于照亮汽车仪表板上的按钮和指示灯。简单的超亮二极管用于照亮公寓或汽车的内部。为了安装在头部光学系统中,汽车或手电筒中的日间头灯设置了大功率 LED。

从技术角度来看,对功率和电流消耗没有限制。主要是二极管电压不超过电源电压。

一个重要的因素是外壳的尺寸和形状。根据应用,可以使用圆形外壳二极管或 SMD 部件。这一切都取决于需要和应用程序。

哪些二极管可以接12伏

LED 几乎没有电压限制。因此,几乎其中任何一个都可以连接到 12 伏。最主要的是遵守规则。 LED 灯泡通常需要 1.5 到 3.5 伏,具体取决于颜色和亮度。如果您在商店柜台上看到一个 12 伏的发光二极管,实际上是为您提供了一个由几个串联的晶体组成的组件。

接线选项

现在是熟悉基本连接选项的好时机。

到单个电阻器

将 LED 连接到 12 伏
典型的连接图。

正如我们在上面已经发现的那样,LED 具有极性。因此,它连接到一个恒压电源。最常见的类型消耗大约 10-20 mA。事实上 - 这是该部分的主要特征。第二个参数是电压降。对于传统 LED,它在 2-4 V 的范围内。

唯一正确的接线方案是使用限流电阻。它是根据欧姆定律选择的。电阻的计算方法是源电压与压降之差除以二极管的最大电流与可靠性因数(通常为 0.75)的乘积。

欧姆定律:“电路部分中的电流量与施加到该部分的电压成正比,与其电阻成反比。”

还需要计算电阻的功率。它通过一个简单的公式计算:源电压和电压降之差的平方除以电阻(以欧姆为单位)。

串联多个 LED

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串行连接示意图。

串联布线是将两个或多个 LED 安装在一行中。该电路还使用单个限流电阻。单个二极管的计算公式类似,但电压降是加起来的。

让我们以 3 伏和 20 毫安的理论白色 LED 为例。我们串联三个单元。所以我们的电压降总和将是 9 伏。我们将剩余的 3 伏电压除以 0.02 安培的电流,可靠性系数为 0.75。结果是我们需要一个 200 欧姆的电阻。

每个二极管到一个单独的电阻器

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这是并联的示意图。

在这个电路中,每个 LED 都连接到电源的正极和负极。虽然您可以在网上找到使用一个通用电阻器的方案,但实际上这种解决方案并不实用。即使在一批中,二极管的电流消耗和电压降也不同。结果,我们得到了不同强度的二极管发光。单独计算每个二极管的电阻。

如何知道LED的极性

看一个普通的圆形发光二极管,你会注意到它的两条引线有不同的长度。这就是阴极和阳极的标记方式。阳极较长,连接到电池或电源的正极输出,阴极连接到负极。

某些类型的外壳上的阴极也可以用小锯切标记。也有例外,因此研究特定二极管的说明总是一个好主意。

如何连接到 12 伏

将 LED 连接到 12 伏
说明性连接图。

二极管到 12 V 电源的连接图与标准电源没有区别,但有必要 计算电阻的阻值和功率.要检查或预测试组件,一个 1 kOhm 电阻就足够了。

例如,我们将采用最常见的 LED 类型,即最大电流为 20 mA 的白色 LED。事实上,电压并不起主要作用。最主要的是电流不应超过最大允许参数。电压降为 1.8 至 3.6 伏,具体取决于型号。为了便于计算,我们将取 3 伏。

LED 电阻

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电阻计算公式。

我们计算参数:

  • 电源电压与压降之差为12-3=9。
  • 最大电流(安培)和可靠性系数的乘积 - 0.02*0.75=0.015。
  • 计算电阻 (kOhm) - 9/0.015 = 600 (kOhm)。
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计算功率的公式。

电阻功率的计算:

  • 电源电压和压降之差为12-3=9。
  • 根据公式,平方 - 9*9=81。
  • 除以电阻器的电阻(以欧姆为单位) - 81/600=0,135 W。

因此,MRS25 电阻器(0.6 W,600 欧姆,± 1%)对我们来说是完美的。到 2020 年中期,其成本约为 8 卢布。通常不需要计算电阻的功率。尽管如此,重要的是这样做以测试未来的装配。

将大功率 LED 二极管连接到 12V

在连接现代大功率晶体或其组件时,原理不会改变。在电路中还必须存在一个淬灭电阻。例如,您可以采用中国市场上流行的 LED。这是几个平行连接的晶体的组合。电流消耗为 350 mA,电压仍为 3.4 V。

将参数代入我们的公式中,我们很容易发现我们需要一个电阻为 32 欧姆、功率为 2.2 W 的电阻器。

高效连接到一个电源

上面我们已经发现,一个电源可以为无限数量的 LED 供电。最重要的是有足够的力量。然而,将灯泡与每个灯泡的电阻器简单地并联是低效的。从上一点我们看到,超过 2/3 的功率是由限流电阻消耗的。因此,经常出现的问题是总共有多少 LED 可以连接到 12 伏电压。

最有效的 12 伏电压连接被认为是串联三个 LED 与单个电阻器的链。相同的方案用于所有由 12 伏电源供电的 LED 灯条。

接线问题

将 LED 连接到 12 伏
用于连接 LED 的电路图。

连接LED的电路图:

  1. 不要使用限流电阻。因为太多的电流会流过 LED,它很快就会失效。
  2. 串联接线,不带电阻。即使您认为将 4 个 3 伏电阻插入 12 伏电路是一个好主意,您也错了。由于电流控制不佳,元件会迅速劣化。
  3. 当二极管并联时使用相同的电阻。由于特性的不同,二极管会发出不同的亮度。骨折率会增加。

我们建议观看有关该主题的视频:正确连接 LED。

结论

LED 的可靠性远高于白炽灯和气体放电模型,但前提是正确连接。因此,不能忘记需要一个限流电阻,它是根据简单的形式来选择的。还必须遵守极性,尤其是在将二极管安装到 12 伏电路时。

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