Reklama

Základní zapojení LED diod II – (Spojování)

Úvod

V jednom ze starších příspěvků bylo popsáno základní zapojení LED diody s rezistorem pro nastavení pracovního proudu (Základní zapojení LED diody) a v jednom z příspěvků zase byl uveřejněn návod, jak vytvořit jednoduchý proudový zdroj, který lze mimo jiné použít pro LED diodu (Jednoduché proudové zdroje). Protože častým dotazem bylo jejich spojování, tak na to se zaměříme v tomto příspěvku. Ukážeme si možné způsoby spojování LED diod a popíšeme si jednotlivé vlastnosti pro dané zapojení. Možnosti zapojení jsou v podstatě tři “sériové”, “paralelní” a “sériovo-paralelní”.

Sériové spojení LED diod

Jako první se podíváme na sériové spojení LED diod, viz Obr. 1.

 
Obr. 1: Sériové spojení LED diod

Obr. 1: Sériové spojení LED diod

Ze zapojení lze vidět, že jsme použili tři LED diody a jeden předřadný rezistor. Základní vlastností tohoto zapojení je, že přes všechny LED diody i přes předřadný rezistor teče stejný proud, ale napájecí napětí se rozloží na jednotlivé prvky. Nevýhodou tohoto zapojení je to, že jsme omezení velikostí napájecího napětí, protože napájecí napětí musí být vyšší než součet všech prahových napětí LED diod. Na druhou stranu výhodou je nižší celkový odebíraný proud ze zdroje. Velikost předřadného rezistoru se počítá následovně:

 

R1 = UR1 / IR1
IR1 = ILED1 = ILED2 = ILED3
R1 = (VCC – (ULED1 + ULED2 + ULED3)) / IR1

 

Výkonová ztráta na předřadném rezistoru:
 

P1 = UR1 X IR1

Paralelní spojování LED diod

Druhou možností je paralelní spojení LED diod, viz Obr. 2. Opět jsme použili tři LED diody a jeden předřadný rezistor.

 
Obr. 2: Paralelní spojení LED diod se třemi předřadnými rezistory

Obr. 2: Paralelní spojení LED diod s jedním předřadným rezistorem

Tímto zapojením dojde ideálně k rozdělení protékajícího proudu přes předřadný rezistor na třetinu pro každou LED diodu a napětí na všech LED diodách bude shodné, pokud jsou všechny LED diody stejné. Důležité je tam slovíčko “ideálně”, protože, aby toho bylo docíleno, je zapotřebí mít u všech LED úplně stejné výrobní parametry. To se nemusí podařit ani pokud máte všechny LED diody stejné barvy a od stejného výrobce. Díky tomu toto zapojení není vhodné. Navíc pokud se vlivem nepřesností bude jedna LED dioda dost přetěžovat a časem se zničí, tak se najednou bude přes zbylé LED diody dělit větší proud a tím zničíme i zbylé dvě LED diody. Výpočet předřadného rezistoru by byl následující:

 

R1 = UR1 / IR1

 

Protékající proud přes předřadný rezistor je součtem všech proudů protékajících jednotlivými LED diodami.

 

IR1 = ILED1 + ILED2 + ILED3

 

Napětí na LED diodách je stejné:

 

ULED = ULED1 = ULED2 = ULED3
R1 = (VCC – ULED) / IR1

 

Důležité je, že přes předřadný rezistor teče třikrát větší proud než u sériového zapojení, a proto na něm vzniká také veliká výkonová ztráta, viz:

 

P1 = UR1 X IR1

 

Správným řešením je použít místo jednoho předřadného rezistoru tři, tzn. použít pro každou LED diodu samostatný rezistor, viz. Obr. 3.

Obr. 3: Paralelní spojení LED diod se třemi předřadnými rezistory

Obr. 3: Paralelní spojení LED diod se třemi předřadnými rezistory

Pro toto zapojení bude výpočet předřadných rezistorů vypadat následovně:

 

Rx = URx / IRx
IRx = ILEDx
Rx = (Vcc – ULEDx) / IRx

Výkonová ztráta na předřadném rezistoru bude:

 

Px = URx X IRx

Sério-paralelní řazení

V praxi je velmi často používané “Sério-paralelní” zapojení LED diod, které kombinuje předchozí dva způsoby spojení. Tímto zapojením ušetříme část protékajícího proudu oproti paralelnímu zapojení, ale musíme opět počítat s větším napájecím napětím. Ukázku zapojení lze vidět na Obr. 4.

 
Obr. 4: Sério-paralelní spojení LED diod

Obr. 4: Sério-paralelní spojení LED diod

Pro toto zapojení bude výpočet předřadných rezistorů vypadat následovně:

 

Rx = URx / IRx
IRx = ILEDx = ILEDy = ILEDz
Rx = (VCC – (ULEDx + ULEDy + ULEDz)) / IRx

 

Výkonová ztráta na předřadném rezistoru:
 

Px = URx X IRx

Např. pro R1 by to vypadalo následovně:

 

R1 = UR1 / IR1
IR1 = ILED1 = ILED4 = ILED7
R1 = (VCC – (ULED1 + ULED4 + ULED7)) / IR1

 

Výkonová ztráta na předřadném rezistoru:
 

P1 = UR1 X IR1

Následující a předchozí příspěvek v kategorii:

 
Předchozí: Jednoduché proudové zdroje
 
Tajned facebook
 

Za případné chyby v textu, ve zdrojovém kódě, nebo ve schématickém zapojení se omlouváme.
AUTOŘI NEBEROU ŽÁDNOU ODPOVĚDNOST ZA PŘÍPADNÉ ÚJMY NA ZDRAVÍ ČI MAJETKU.