Питание светодиодов: падение напряжения и ток

У светодиода нет «номинального напряжения питания» в том же смысле, что у обычных ламп. Для корректной работы важны два параметра: падение напряжения и номинальный ток.

Падение напряжения — это сколько вольт «уходит» на самом светодиоде. К примеру, если на одном LED падает 3,2 В, то от источника 12 В последовательно получится запитать максимум три таких светодиода. На четвёртый напряжения уже не хватит, и он не сможет нормально загореться.

Поэтому в светодиодных лентах на 12 В один сегмент чаще всего и делают из трёх диодов.

С током всё менее очевидно. Светодиод сам по себе ток не «держит» и будет потреблять столько, сколько позволит источник питания и схема. Если ток не ограничить, LED быстро перегреется и выйдет из строя.

При нагреве падение напряжения на светодиоде уменьшается, и из-за этого ток способен увеличиться ещё сильнее. Получается замкнутый круг: ток растёт — нагрев усиливается — ток становится ещё больше.

Поэтому для светодиодов важнее всего контролировать именно ток, а не рассчитывать только на «подходящее» напряжение.

Самый понятный вариант ограничить ток через светодиоды — поставить ограничительный резистор. В светодиодных лентах этот принцип используется очень часто.

Схема расчёта такая. Представим, что есть три светодиода, и на каждом падение по 3,2 В. Тогда суммарно получаем 3,2 × 3 = 9,6 В. Источник выдаёт 12 В, значит разницу 12 − 9,6 = 2,4 В нужно «снять» на резисторе.

Если номинальный ток светодиодов равен 20 мА, то по закону Ома требуется резистор: 2,4 / 0,02 = 120 Ом. Это нижняя граница. В реальных схемах обычно берут небольшой запас и ставят резистор с чуть большим номиналом — так проще компенсировать прогрев светодиодов.

У решения есть преимущества: оно простое, недорогое и позволяет подключать такие сегменты параллельно к обычному источнику напряжения. Но есть и ограничения: часть мощности рассеивается на резисторе, а при изменении напряжения питания меняется и ток через диоды.

Для светодиодной ленты этот вариант всё равно практичен: ленту можно делить на короткие участки, и каждый сегмент продолжит работать от того же источника 12 В.

Ещё один способ питания светодиодов — применять драйвер, то есть источник тока.

Драйвер сам меняет выходное напряжение так, чтобы через светодиоды всегда проходил строго заданный ток. Когда диоды нагреваются и их параметры немного «уплывают», драйвер просто корректирует напряжение и удерживает нужный ток.

Поэтому на корпусе драйвера обычно пишут точный ток, а напряжение указывают в виде диапазона, например 6–12 В при 900 мА.

В этом и заключается важное преимущество драйвера: он защищает светодиоды от превышения тока и помогает сохранять стабильный режим работы даже при колебаниях сетевого напряжения на входе.