Краткий ликбез по светодиодам применительно к микровертикам и микроквадрикам.

Итак, краткий ликбез по светодиодам. Надеюсь пригодится. Это именно ликбез, нацеленный на растолковывание основ, прошу не упрекать в “чайниковости”, специально старался попроще.

Во первых сразу небольшое уточнение. Не бывает, как тут кто-то написал, “светодиодов на 3 вольта”. Почему - смотреть ниже. Хотя изредка встречаются светодиоды со встроенным стабилизатором, которые позволяют их питать от более высоких напряжений, обычно от автомобильных - 12 и 24 вольт. Но эти светодиоды в нашем применении нам не интересны.

Есть два варианта питания светодиодов: питание напряжением и питание током. с первым вариантом все понятно, если бы не одно НО. Светодиод - потребитель с резко нелинейной характеристикой:

Рабочий режим светодиода (напряжение-ток) находится как раз в районе излома Таким образом, если находим источник питания (тупо батарейку), которая имеет напряжение, соответствующее рабочему режиму, то считай, нам больше ничего и не нужно. Но у нас ЛиПошки, с более высоким и к тому же непостоянным напряжением, так что придется идти болеесложным путём. Из графика видно, что если мы подключим красный светодиод на напряжение 4 вольта, то его ток будет в десятки раз выше рабочего, и практически вся это мощность выделится на светодиоде, практически моментально его поджарив.
Таким образом, надо что-то делать. И тут нелинейные свойства светодиода приходят на помощь. Фактически он работает как стабилитрон на своё рабочее напряжение (у реального стабилитрона более крутой излом характеристики, и он работает в обратном включении, но это нас не интересует) Таким образом, добавив последовательно резистор получаем простейший параметрический стабилизатор напряжения, и более-менее линейную характеристику на небольшом диапазоне вблизи рабочего режима
Для расчёта резистора приходит на помощь великий закон Ома для участка цепи. Нужно знать рабочий ток светодиода и напряжение, при котором этот ток обеспечивается. Я для этого всегда использовал лабораторный блок питания “Марс”, на нем очень плавно можно менять напряжение с контролем тока обычным мультиметром. Добившись нужного тока, замеряю напряжение, и получаю сколько нужно “уронить” на резисторе. Например, напряжение питания 5В, ток 20 мА при напряжении, допустим, 2,35В. R=(5-2,35)/0,02 = 132,5 Ом. Ближайшие номиналы 130 и 150, второй многовато (хотя тоже потянет, потусклее будет гореть, но и жрать будет поменьше), первый вроде как меньше чем нужно, но не страшно, ведь еще добавится сопротивление проводов и внутреннее сопротивление аккумулятора.

Это самый простецкий, пионерский способ включения светодиодов. Более сложно, хотя и более правильно питать светодиоды стабилизированным током, особенно это касается белых и синих, у которых меньше загиб характеристики, что не дает их полноценно стабилизировать резистором. Для этого нужен стабилизатор тока, который может быть как простейшей схемкой на одном транзисторе, резисторе и стабилитроне (по сути дела аналог того же резистора из первого примера, только автоматически меняющего своё сопротивление); так и сложным импульсным преобразователем с высоким КПД.