Питание светодиодов. Падение напряжения и ток

Светодиод не имеет номинального напряжения питания в том смысле, в каком его имеют обычные лампы. Для него важны два параметра: падение напряжения и номинальный ток.

Падение напряжения показывает, сколько вольт теряется на самом светодиоде. Например, если на одном светодиоде падает 3,2 В, то от 12-вольтового источника можно последовательно запитать не более трёх таких светодиодов. Четвёртому уже не хватит напряжения, чтобы нормально зажечься.

Именно поэтому в 12-вольтовых светодиодных лентах каждый сегмент обычно содержит по три светодиода.

С током ситуация сложнее. Светодиод не ограничивает ток сам по себе и возьмёт столько, сколько ему позволит источник и схема. Если ток не ограничить, светодиод перегреется и выйдет из строя.

Причём при нагреве падение напряжения на светодиоде уменьшается, из-за чего ток может вырасти ещё сильнее. Это запускает неприятную цепочку: больше ток — больше нагрев — ещё больше ток.

Поэтому для светодиодов критически важно ограничивать именно ток, а не надеяться только на подходящее напряжение.

Самый простой способ ограничить ток через светодиоды — использовать ограничительный резистор. Именно такой подход широко применяется в светодиодных лентах.

Логика расчёта простая. Допустим, у нас три светодиода, и на каждом падает по 3,2 В. Тогда суммарно на них упадёт 3,2 × 3 = 9,6 В. Источник питания даёт 12 В, значит оставшиеся 12 − 9,6 = 2,4 В нужно погасить на резисторе.

Если номинальный ток светодиодов 20 мА, то по закону Ома нужен резистор 2,4 / 0,02 = 120 Ом. Это минимальное значение. На практике обычно закладывают запас и ставят резистор чуть большего номинала, чтобы компенсировать прогрев светодиодов.

У такой схемы есть свои плюсы: простота, низкая стоимость и возможность подключать такие сегменты параллельно к обычному источнику напряжения. Но есть и минусы: часть энергии теряется на резисторе, а при изменении напряжения питания меняется и ток через светодиоды.

Для светодиодной ленты такой способ всё равно удобен, потому что позволяет делить её на короткие сегменты, каждый из которых продолжает работать от того же источника 12 В.

Второй способ питания светодиодов — использовать драйвер, то есть источник тока.

Драйвер автоматически подстраивает своё выходное напряжение так, чтобы через светодиоды всегда протекал строго заданный ток. Если светодиоды нагреваются и их электрические параметры меняются, драйвер просто немного корректирует напряжение, сохраняя нужный ток.

Именно поэтому на корпусе драйвера обычно указывают точное значение тока, а напряжение пишут диапазоном, например 6–12 В при 900 мА.

Это одно из главных преимуществ драйвера: он защищает светодиоды от перегрузки по току и позволяет поддерживать стабильный режим даже при изменении сетевого напряжения на входе.