Как подключить светодиоды

Все знают, что светодиоды – освещение будущего, но, может быть, не все точно знают, как правильно подключить определенный светодиод в нужную схему. А как они вообще работают? И что с ними можно сделать? В ролике мы попытались захватить все основные моменты в подключении светодиодов.
Приглашаем посмотреть! 

Светодиод - это такая штука, которая во много раз эффективнее лампочки накаливания, ярко светит и мало греется, и по принципу своей работы не совсем является лампочкой в привычном понимании. Можно даже сказать, что исходящий от светодиода свет - это «побочный процесс» при протекании через него тока. 

Как тогда он светит?

На первый взгляд в светодиоде, в общем-то, особо нечему светить - он представляет из себя полупроводниковый кристалл-переход, который удивительным образом генерирует световые пучки при прохождении через него тока. Не от нагрева, как в лампе накаливания, не от электрических разрядов, как в люминесцентных лампах – а просто так. Электроны текут в направлении тока, и внутри кристалла неожиданно решают превратиться в фотоны, выпрыгнуть наружу и улететь в неизвестном направлении.

А если серьезно, то электроны рекомбинируют с дырками в p-n переходе кристалла с определенной частотой. Переход с одного энергетического уровня на другой сопровождается выбросом лишней энергии (того самого привычного падения на диоде) в виде фотонов.

Интересно, что этот эффект может возникнуть в любом полупроводниковом переходе, и даже в кремниевом, который составляют основу обычного выпрямительного диода. Так и был открыт светодиод – еще в начале 19-го века, конструируя первые выпрямительные диоды, исследователи замечали в точке перехода слабое свечение. Тогда этому не придавали большого значения, но спустя десятилетия этот эффект дал огромный толчок в разработке энергоэффективных источников света. 

Какой у светодиода спектр?

Светодиод работает на какой-то определенной частоте света, то есть излучает только один оттенок. Этот оттенок можно изменить в зависимости от того, какой материал полупроводника засунуть внутрь кристалла. Поэтому и сущесвтует большое количество светодиодов: ультрафиолетовые, зеленые, желтые, красные, инфракрасные и т.д.

Интересное отличие есть у белых светодиодов. Многие замечали, что в ультрафиолете некоторые предметы начинают светиться. Кстати, важным условием есть, чтобы длина волны от этих предметов была больше, чем собственное свечение ультрафиолета. То есть ультрафиолетовый светодиод сможет заставить светиться синий оттенок или выше - голубой, зеленый, красный, но не наоборот. Так вот, белые светодиоды - это как раз фиолетовые или синие светодиоды, на которые нанесен люминофор определенного цвета свечения. В зависимости от типа люминофора мы и получаем теплые и холодные оттенки белого свечения. Свечение этого типа более обширное и содержит в себе практически весь видимый спектр.

Основные типы светодиодов, которые есть в продаже, делятся на:

Кроме этого, существуют разные цвета: от ультрафиолетового до инфракрасного, проходя весь спектр видимого света.

Как подключить светодиоды?

В отношении любого светодиода будет справедливо выражение, что он питается силой тока. И контролировать нужно именно его. Да, каждый тип светодиодов имеет приблизительное значение напряжения, при котором устанавливается необходимый ток, но значения этого напряжения могут довольно сильно отличаться даже в пределах одной партии светодиодов. 

Простейший способ ограничить ток для светодиода - включить его через резистор. 
Замечание. Если мы хотим, например, включить от одного источника красный и синий светодиод, нужно учесть, что красный светодиод выходит на номинальный ток при напряжении около 2-х вольт, а синий - около 3-х. Поэтому для красного понадобится резистор немного большего сопротивления. 

Однако резистор - самая неблагодарная штука, если мы говорим об общем КПД светодиода. Поэтому если напряжение значительно больше, чем нам нужно - можно попробовать включить несколько светодиодов последовательно. 

Если хочется сделать всё технологично, то можно запустить светодиод через драйвер. Задача драйвера - в буквальном переводе водителя - постоянно поддерживать ток на допустимом уровне.