วิธีการใช้ LED สีแดงขนาด 3 มม. ในวงจรจ่ายไฟ?

ในฐานะซัพพลายเออร์ของ LED สีแดง 3 มม. ฉันมักถูกถามเกี่ยวกับวิธีใช้ส่วนประกอบเล็กๆ แต่ทรงพลังเหล่านี้ในวงจรจ่ายไฟ ในบล็อกนี้ ฉันจะแนะนำคุณตลอดกระบวนการ ตั้งแต่การทำความเข้าใจคุณลักษณะพื้นฐานของ LED สีแดงขนาด 3 มม. ไปจนถึงการรวมเข้ากับวงจรจ่ายไฟของคุณ

ทำความเข้าใจกับ LED สีแดง 3 มม

ก่อนที่จะเจาะลึกการออกแบบวงจร จำเป็นต้องเข้าใจคุณสมบัติพื้นฐานของ LED สีแดงขนาด 3 มม. โดยทั่วไป LED สีแดงขนาด 3 มม. จะมีแรงดันตกคร่อมไปข้างหน้า (Vf) อยู่ในช่วงตั้งแต่ประมาณ 1.8V ถึง 2.2V และกระแสไปข้างหน้า (If) ซึ่งมักจะอยู่ระหว่าง 10mA ถึง 20mA ค่าเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการกำหนดค่าตัวต้านทานและข้อกำหนดด้านแหล่งจ่ายไฟที่เหมาะสมในวงจรของคุณ

สีแดงผลิตโดยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์เฉพาะที่ใช้ใน LED ขนาด 3 มม. หมายถึงเส้นผ่านศูนย์กลางของแพ็คเกจ LED ซึ่งเป็นขนาดทั่วไปและใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เนื่องจากมีขนาดกะทัดรัดและใช้งานได้หลากหลาย

การเลือกพาวเวอร์ซัพพลายที่เหมาะสม

ขั้นตอนแรกในการใช้ LED สีแดงขนาด 3 มม. ในวงจรจ่ายไฟคือการเลือกแหล่งพลังงานที่เหมาะสม แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟควรสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของ LED ตัวอย่างเช่น หาก LED ของคุณมีแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า 2V คุณสามารถใช้แหล่งจ่ายไฟ 3V หรือ 5V ได้ ตัวเลือกทั่วไปคือแหล่งจ่ายไฟ 5V ซึ่งหาซื้อได้ง่ายจากพอร์ต USB อะแดปเตอร์ติดผนัง หรือชุดแบตเตอรี่

เมื่อเลือกแหล่งจ่ายไฟ ให้พิจารณาความจุปัจจุบันของแหล่งจ่ายไฟ แหล่งจ่ายไฟควรจะสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้เพียงพอในการขับเคลื่อน LED โดยไม่เกิดการโอเวอร์โหลด หากคุณวางแผนที่จะใช้ LED หลายดวงแบบขนานหรือแบบอนุกรม คุณจะต้องคำนวณข้อกำหนดกระแสไฟทั้งหมดตามลำดับ

การคำนวณค่าตัวต้านทาน

เพื่อป้องกัน LED จากกระแสไฟเกิน จำเป็นต้องใช้ตัวต้านทานจำกัดกระแส ค่าของตัวต้านทานสามารถคำนวณได้โดยใช้กฎของโอห์ม ซึ่งระบุว่า V = IR โดยที่ V คือแรงดัน I คือกระแส และ R คือความต้านทาน

สูตรคำนวณค่าตัวต้านทานคือ:

[R=\frac{V_{อุปทาน}-V_{f}}{I_{f}}]

ตัวอย่างเช่น หากคุณใช้แหล่งจ่ายไฟ 5V, LED ที่มีแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า 2V และกระแสไปข้างหน้า 20mA (หรือ 0.02A) ค่าตัวต้านทานจะเป็น:

[R=\frac{5 - 2}{0.02}=150\โอเมก้า]

สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าคุณควรเลือกตัวต้านทานที่มีระดับกำลังไฟที่สามารถรองรับกำลังไฟที่กระจายไปได้ กำลังงานที่กระจายไปในตัวต้านทานสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร (P = I^{2}R) ในตัวอย่างของเรา (P=(0.02)^{2}\times150 = 0.06W) ตัวเลือกทั่วไปคือตัวต้านทาน 1/4W ซึ่งมีอัตราพลังงานสูงกว่าที่ต้องการ และสามารถรองรับความร้อนที่เกิดขึ้นได้

การออกแบบวงจร

มีสองวิธีพื้นฐานในการเชื่อมต่อ LED สีแดงขนาด 3 มม. ในวงจรจ่ายไฟ: แบบอนุกรมและแบบขนาน

การเชื่อมต่อแบบอนุกรม

ในการเชื่อมต่อแบบอนุกรม ไฟ LED จะเชื่อมต่อกัน แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้ารวมของ LED ในอนุกรมคือผลรวมของแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าแต่ละตัว กระแสที่ไหลผ่าน LED แต่ละตัวจะเท่ากัน

หากคุณต้องการเชื่อมต่อไฟ LED สีแดงขนาด 3 มม. หลายชุดเป็นอนุกรม คุณจะต้องปรับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟและค่าตัวต้านทานตามนั้น ตัวอย่างเช่น หากคุณเชื่อมต่อ LED สีแดงขนาด 3 มม. สองตัวที่มีแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้า 2V ในแต่ละอนุกรม แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าทั้งหมดจะเป็น 4V หากคุณใช้แหล่งจ่ายไฟ 5V แรงดันไฟฟ้าคร่อมตัวต้านทานจะเป็น (5 - 4=1V) หากกระแสไปข้างหน้าที่ต้องการคือ 20mA ค่าตัวต้านทานจะเป็น (\frac{1}{0.02}=50\Omega)

การเชื่อมต่อแบบขนาน

ในการเชื่อมต่อแบบขนาน LED แต่ละตัวจะมีแรงดันไฟฟ้าพาดผ่านเท่ากัน ซึ่งเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ กระแสรวมคือผลรวมของกระแสที่ไหลผ่าน LED แต่ละตัว

เมื่อเชื่อมต่อ LED หลายตัวแบบขนาน คุณต้องใช้ตัวต้านทานจำกัดกระแสแยกสำหรับ LED แต่ละตัวเพื่อให้แน่ใจว่า LED แต่ละตัวได้รับกระแสที่ถูกต้อง ตัวอย่างเช่น หากคุณมี LED สีแดงขนาด 3 มม. สามดวงเชื่อมต่อแบบขนาน โดยแต่ละดวงมีกระแสไปข้างหน้า 20mA กระแสไฟทั้งหมดจะเท่ากับ (3\times20 = 60mA) คุณต้องแน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟของคุณสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้เท่านี้

ข้อควรพิจารณาในทางปฏิบัติ

• การกระจายความร้อน: แม้ว่าไฟ LED สีแดงขนาด 3 มม. จะสร้างความร้อนได้ค่อนข้างน้อย แต่สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่ามีการระบายความร้อนอย่างเหมาะสม โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณใช้ไฟ LED หลายดวงหรือขับกระแสไฟสูง คุณสามารถใช้แผ่นระบายความร้อนหรือวาง LED ไว้ในบริเวณที่มีการระบายอากาศได้ดี
• การป้องกันการกลับขั้ว: LED เป็นส่วนประกอบแบบโพลาไรซ์ ซึ่งหมายความว่ามีขั้วบวก (แอโนด) และขั้วลบ (แคโทด) การเชื่อมต่อ LED แบบกลับขั้วอาจทำให้ LED เสียหายได้ คุณสามารถใช้ไดโอดต่ออนุกรมกับ LED เพื่อป้องกันแรงดันย้อนกลับได้
• การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI): LED สามารถสร้างการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้ โดยเฉพาะเมื่อขับเคลื่อนที่ความถี่สูง คุณสามารถใช้ตัวกรองหรือเกราะป้องกันเพื่อลด EMI

สินค้าอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง

หากคุณสนใจ LED 3 มม. ประเภทอื่นๆ เราก็มีตัวเลือกที่หลากหลาย คุณสามารถตรวจสอบของเราไฟ LED ไดโอดสีส้ม 3 มม,

แอลอีดีอีมิทติ้งไดโอด 3มม, และ

ไฟ LED สีขาวนวล 3 มม. LED เหล่านี้สามารถใช้ในวงจรจ่ายไฟที่คล้ายกันโดยปรับพารามิเตอร์วงจรให้เหมาะสม

ติดต่อซื้อและให้คำปรึกษา

หากคุณสนใจซื้อไฟ LED สีแดงขนาด 3 มม. หรือต้องการคำแนะนำด้านเทคนิคเพิ่มเติมเกี่ยวกับการใช้งานในวงจรจ่ายไฟของคุณ โปรดติดต่อเรา เรามีทีมผู้เชี่ยวชาญที่สามารถให้ข้อมูลผลิตภัณฑ์และการสนับสนุนโดยละเอียดแก่คุณได้ เรามุ่งมั่นที่จะนำเสนอผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงและการบริการลูกค้าที่เป็นเลิศ

อ้างอิง

• โฮโรวิตซ์, พี., และฮิลล์, ดับเบิลยู. (1989) ศิลปะแห่งอิเล็กทรอนิกส์ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์.
• เซมิคอนดักเตอร์แห่งชาติ (2545). การออกแบบวงจร LED หมายเหตุการใช้งาน