שינוי שפה
מבוא
אחד המרכיבים המכריעים בלוח מעגלים הוא הנגד; עם זאת, ישנם מקרים שהזרם הזורם בתוך החלק הזה הוא מעל הכמות הנסבלת שהוא יכול לשאת, מה שמוביל לשריפת הנגד. לפיכך, יש צורך בנגד מגביל זרם.
בדרך כלל, סוגים אלה של נגדים משולבים בחיבור סדרתי של מעגלים שאינם מייצרים שום אות פלט. ברגע שהמערכת חווה קצר חשמלי, היא לא תגרום נזק לנגד ולרכיבים אחרים עקב הנגד המגביל את הזרם.
מבחינת יישומים, הם נמצאים לעתים קרובות ב לד מכיוון שהדרישות של מעגל זה יכולות להיות די מסובכות; זה מחייב זרימת זרם ברמה נאותה. אפילו זרם קל שעובר דרכו לא יספיק, בעוד שכמות מוגזמת של זרימת זרם עלולה להוביל לבעיות חימום, וכך היא תגרום לשריפה או התפוצצות.
כתוצאה מכך, שילוב של נגד מגביל זרם יהיה מועיל ביותר מכיוון שהוא מפחית את סיכוני הנזק ואת עלות התיקון הפוטנציאלית. בהתאם לכך, ברצוננו להתמודד עם הגדרתו, עקרון העבודה, מטרתו, הדרך הנכונה לחישוב ערכו, והדרך המתאימה לבחירת נגד מגביל זרם. קרא עד הסוף!
מבוא לנגד מגביל זרם
מהו נגד מגביל זרם?
כפי שהשם שלו מרמז, תפקידו העיקרי של הנגד להגבלת הזרם הוא לווסת את הזרם החשמלי הזורם בקו כדי למנוע ממנו תקלה או אפילו התלקחות, מה שעלול לגרום להתפרצות. בקיצור, הם מתפקדים כמייצב ומגן של הנגד.
בעיקרון, עקרון העבודה שלו פשוט יחסית. יתר על כן, עליו להעלות את ערך ההתנגדות הכוללת של המערכת על מנת להפחית את כמות החשמל העוברת עליה. עם זאת, הוא עדיין חייב לעמוד ביכולת המקסימלית של המכשיר; זה לא יכול רק לשפר כל הזמן את כמות ההתנגדות מבלי להתחשב בקיבולת של רכיבים אחרים מסביב.
יתר על כן, זרם הצריכה הגבוה ביותר למספר מרכיבים מוגבל. חלקים מסוימים לא יפעלו ביעילות או עלולים להישרף אם זרם העומס חזק מדי. כמו כן, ניתן להוסיף נגד למקור לניהול הזרם, הורדת עוצמת הזרם והקטנת הסיכוי לסכנה מיותרת.
הבנת המושג של נגד מגביל זרם
כיצד פועל נגד מגביל זרם?
על מנת להבין היטב את הפונקציונליות של נגד מגביל זרם, כללנו תרשים להסבר פשוט יותר. כך, אפשר להבין במהירות את המושג בו נדון במגזר זה.
דוגמה למצב דיאגרמה
בתרשים זה, יש לנו נגד עומס (RL) ואת הנגד לווסת המתח, הידוע גם בשם הנגד המגביל הנוכחי (R). בסופו של דבר, יש לנו את דיודת הזנר (D). בדרך כלל, כאשר ה-RL מתחיל לרדת, הזרם העובר דרכו גדל יותר, אך הזרם שזורם דרך D יורד באיטיות כאשר מתח הכניסה הוא ליניארי בקירוב; רעיון זה מבוסס על פילוסופיית העיצוב של הנגד המגביל הנוכחי. בסך הכל, הנגד להגבלת הזרם משמש כדי למזער את הערך הנוכחי של קצה העומס.
מטרת הנגד להגבלת זרם
בשלב זה, ניתן כבר להסיק את מטרת הנגד המגביל הנוכחי; להקטין את הנזק האפשרי שצפת זרם עלולה לגרום למערכת הכוללת, שהיא בעצם תפקידו של הנגד המגביל את הזרם. מלבד זאת, הוא מבטיח שזרימת הזרם והכוח במערכת תהיה ללא רבב, מה שהופך אותה ליציבה ואמינה ביותר במהלך פעולתה. מלבד מטרה זו, לנגד מגביל הזרם יש את היכולת להגן על הרכיב שלו מפני עליות פתאומיות במתח.
בסך הכל, המניע של הנגד להגבלת הזרם הוא להבטיח זרימת זרם מבלי להיתקל בבעיות כלשהן לאורך המחזור; לפיכך, הבטחת ביצועים באיכות מעולה במהלך השימוש במכשיר שהוא משולב.
לפיכך, אם היישום מהווה סיכון למקרים כאלה, מומלץ מאוד לשלב נגד מגביל זרם; עם זאת, עדיין חיוני להתייעץ עם מומחה אם זה חיוני לשלב אחד רק כדי להיות בטוח לחלוטין. בהתאם לכך, ניתן לפנות אלינו ישירות דרך הסוציאלים שלנו לסיוע נוסף; אנחנו תמיד זמינים מסביב לשעון.
למה זה משנה?
מדוע נחוצים נגדים להגבלת זרם עבור מעגלי אור LED?
מכיוון שהם עשויים לספק מידע ברור על מצב הקישור, נורות LED הן חיוניות במיזמי קוד פתוח; זה כבר ידע נפוץ לאותם אנשים שהיו בתעשיית האלקטרוניקה כבר די הרבה זמן. לדוגמה, זה יכול לספק אות אם מכשיר מופעל או כבוי. עם זאת, לא מומלץ לקשר ישירות את הרכיב הזה דרך מקור מתח מכיוון שהוא נוטה להישרף ואין לו רכיבי הגנה משולבים ברכיב. לפיכך, זה דורש רכיב שיכול להספיק לו.
על מנת להבין לחלוטין את הסיבה לחיבור ישיר של LED למקור לא רצוי, נקל על ההבנה באמצעות חוק אוהם שמכתיב את התנהגות הנגד ונחשב ליניארי; V= IR. לכן, אם ההתנגדות החשמלית נשארת ללא פגע, עלייה במתח על פני ה נגד יגרום להגברת הזרם. לאחר מכן, פחות זרם חשמלי נובע מכל נפילת מתח.
להיפך, לנורות LED אין יכולת זו מכיוון שהן נתפסות כדיודות הפועלות בעקומת IV. זה מצביע על כך שיש להם קו מנחה מסוים עבור קיבולת המתח שלהם ב-1.5 וולט עד 4 וולט בקירוב כדי להחליף אותם ביעילות. העכבה של נוריות הלד יורדת במהירות כאשר הם מופעלים למעלה, מה שמאפשר לזרום זרמים גבוהים דרך הדיודות. תכונותיו הסופר-בהירות של הזרם המכריע עלולות להוביל אותם להתלקחות ולהישרף. יחד עם זה, כדי לשלוט בזרם החשמלי ולספק הגנה, נגד עומס מחובר בסדרה עם הרכיבים. כתוצאה מכך, מומלץ מאוד להשתמש ברכיב שיכול להגן על נורית ה-LED מפני שריפה, כגון הנגד המגביל הנוכחי.
חישוב ערכי נגד מגבילי זרם עבור מעגלי LED
יש להגביל כל כמות זרם שעוברת דרך נוריות LED על מנת לייעל את הביצועים שלהן ולמנוע נזק. לפיכך, נרצה לדון בדרך לחישובם בצורה יעילה. באופן זה, ניתן לדעת אם הזרם הזורם הוא בכמות הנכונה.
לדים בודדים
כדי לקבוע את הערך של הנגד המגביל הנוכחי ב-LED בנפרד, השתמש במשוואה שלהלן. שבו; Vבאט הוא המתח על פני ה-LED והנגד, Vלד הוא המתח קדימה, ו Iלד עבור הזרם הקדמי.
R = Vבאט - Vלד / אנילד
נוריות בחיבור סדרה
אם נוריות ה-LED מחוברות בסדרה, תהליך החישוב הופך מסובך מאוד מכיוון שמתרחשות נפילות מתח על פני כל נגד בזמן שהזרם שלו נשאר קבוע. אנו מציגים נוסחה זו במדידת הנגד המגביל הנוכחי של נורית LED הפועלת בחיבור סדרתי. שבו; Vבאט הוא המתח על פני ה-LED והנגד, Vלד הוא המתח קדימה, Iלד עבור הזרם קדימה, ו n עבור מספר נוריות הלד הקיימות.
R = Vבאט – nVלד / אנילד
נוריות בחיבור מקביל
לכל LED המחובר במקביל יש א זרם קבוע זורם לתוך כל אחד, אבל הזרם הזורם דרך הנגד גדל. אולם הבדל פוטנציאל זה בין נוריות ה-LED לבין הנגד אינו מושפע. אנו מציגים את הנוסחה הזו במדידת הנגד המגביל הנוכחי של נורית LED הפועלת בחיבור מקביל. שבו; Vבאט הוא המתח על פני ה-LED והנגד, Vלד הוא המתח קדימה, Iלד עבור הזרם קדימה, ו m עבור מספר נוריות הלד הקיימות.
R = Vבאט - Vלד / mIלד
מערך לד
מערך LED משלב חיבורים סדרתיים ומקבילים; לפיכך, אנו יכולים פשוט לשלב את הנוסחאות שנוצרו. אנו מציגים את הנוסחה הזו במדידת הנגד המגביל הנוכחי של נורית LED הפועלת בחיבור משולב. שבו; Vבאט הוא המתח על פני ה-LED והנגד, Vלד הוא המתח קדימה, Iלד עבור הזרם קדימה, n עבור מספר נוריות הלד הקיימות בסדרה, ו m עבור מספר הנוריות הקיימות במקביל.
R = Vבאט – nVלד / mIלד
כיצד לבחור נגד מגביל זרם?
יש לקחת בחשבון את הזרם והמתח התפעולי של נוריות ה-LED כאחד השלבים הראשונים בבחירת נגד מגביל זרם. בדרך זו, אנו יכולים פשוט להבחין בערך המתאים שהוא יכול לסבול מבלי להיתקל בבעיות כלשהן. בדרך כלל, הערכים של LED בהתאם לצבעים שלהם; אָדוֹם, ירוק, כָּחוֹל, ו לבן. כמעט כל הצבעים הללו אינם עולים בקנה אחד עם הערכים שלהם; לפיכך, חיוני לחקור אותם לפני הבחירה. עם זאת, עדיף להתייעץ עם מומחה לקבלת חוות דעת אמינה.
כתרחיש לדוגמה, נרצה להשתמש ב-LED אדום; יש לו מתח הפעלה של 2 וולט וזרם הפעלה של 5 mA. כמו כן, אנו יכולים לומר שהסוללה היא ב-4.2 V. יש לנו את הנוסחה הבאה; R= U/I שבו ה-U מחושב לפי ההפרש בין הסוללה למתח ההפעלה, בעוד שה-I הוא זרם ההפעלה.
בסך הכל, הגענו לתוצאה הזו, R= U/I = R= (4.2 V – 2 V)/ 5 mA = 440 Ω. במצב זה, ניתן לבחור את הנגד המגביל הנוכחי בעל ערך קטן יותר מהכמות המתקבלת, כגון 330 Ω. יש לציין דבר אחד, זרם ההפעלה לא אמור להיות גדול מדי מכיוון שהוא יכול להשפיע ישירות על תוחלת החיים של ה-LED.
סיכום
לסיכום, הוכח כי הנגד להגבלת הזרם הוא מרכיב חיוני ביותר בכל לוח מעגלים מכיוון שהם אחראים למעשה לוויסות הזרם והמתח הזורמים לאורך החיבור. יתר על כן, הם הכרחיים במעגלים העוסקים בנורות LED מכיוון שהם מחייבים סוג זה של הגנה מפני נזק.
אנחנו ב PCBTok, מאמינים שענו על כמעט כל השאלות הנפוצות הקשורות לנגד מגביל זרם במאמר זה. עם זאת, אם עדיין יש שאלות ללא מענה, נשמח לטפל בכל החששות שלך לגבי הנגד להגבלת הזרם. בנוסף, אם אתה שוקל לשלב רכיב זה ביישום שלך, אל תהסס לשאול אותנו; נשמח לארח אותם!
מהרו עכשיו! שלח לנו את המפרט שלך מיד; אנו נדאג לספק אותם ללא קשר למורכבותם מבלי לפגוע באיכותם. ב-PCBTok, אתה אף פעם לא יכול להשתבש; אנחנו נעשה כל מה שצריך כדי לספק את הצרכים של הצרכנים שלנו.