Как правильно подобрать трехходовой клапан для твердотопливного котла

Трехходовой смесительный клапан для твердотопливного котла

Главная / Твердотопливные котлы

Время на чтение: 5 мин

В современных системах теплоснабжения трехходовой клапан для твердотопливного котла выполняет функции регулировки температуры теплоносителя.

Подача тепла в прибор отопления должна выполняться в соответствии с температурой наружного воздуха и обеспечивать санитарный режим внутри помещения.

Тогда можно получить экономную эффективную систему отопления, избежать недогрева или вскипания теплоносителя, которые считаются самыми злободневными проблемами твердотопливного агрегата.

  • 1 Конструкция и функционал устройства
  • 2 Типы приводов клапанов и принцип действия
  • 3 Критерии выбора 3.1 Оценка пропускной способности
  • 3.2 Необходимость размещения
  • 4 Правила установки
  • 5 Правила эксплуатации

    В чем необходимость использования трехходового клапана

    Возможность удобной и универсальной эксплуатации котлов основывается на том, что их легко можно подключать непосредственно к отопительной системе.

    Единственным нюансом будет правильность выполненного действия, а также обеспечение нужного уровня защиты при возникновении различных форс мажорных обстоятельств. Для обеспечения этой системы, а точнее ее функционирования при любых условиях и ситуациях как раз и используется трехходовой клапан для твердотопливного котла. Используется он в схемах обвязки и приобретаться (использоваться) должен в обязательном порядке, вне зависимости от модели, мощности или производителя самого котла.


    Внешний вид детали

    В случае, если данный элемент будет отсутствовать в системе, это может привести к печальным последствиям – серьезной поломке котла, снижению его производительности, или даже может возникнут опасная ситуация, грозящая жизни и здоровью людей, находящихся в отапливаемых помещениях и непосредственно рядом с самим котлом.

    Требования к эксплуатации

    При подключении трехходового клапана к котлу, который работает на твёрдом топливе, нужно строго соблюдать правила эксплуатации системы:

    1. Периодически проводить тщательный осмотр системы, чтобы убедиться в его стабильной работе.
    2. Не допускать применения оборудования не по его назначению.
    3. Всё оборудование для отопительной системы должно соответствовать техническим возможностям отопительного котла.
    4. Нельзя устанавливать запорную арматуру между расширительным баком и системой отопления.
    5. Чтобы котёл соответствовал правилам по безопасному использованию, отопительная система оснащается краном аварийного сброса, который экстренно срабатывает, когда необходимо понизить давление в отопительной системе.
    6. Для простоты монтажа, направление движения теплоносителя с трехходовым термосмесительным либо распределительным клапаном, изображено на корпусе устройства стрелками либо буквами. Ставить устройство в отопительную систему следует только по указанным направлениям. Несоблюдение этого правила может стать причиной поломке всей системы и даже взрыву котла.

    Монтаж трёхходового термостатического смесительного клапана для твердотопливного котла делают и в случае одновременного подключения нескольких контуров отопления с различными температурными показателями. Достаточно популярный трехходовой клапан esbe, который весьма надежен и практичен в использовании.

    Все перечисленные требования необходимо неукоснительно соблюдать, чтобы увеличить срок службы всего оборудования отопительной системы и обеспечить безопасную и эффективную работу.

    Какие бывают трехходовые клапаны

    Сегодня существует масса самых разных вариантов, отличающихся как по конфигурации, так и по внешнему виду, однако принцип действия неизменен. Самый простой – смесительный клапан, делиться всего на 2 вида:

    • Трехходовой смесительный клапан;
    • Клапан с предварительной настройкой.

    (в первом случае регулировка осуществляется в штатном режиме, во втором – регулировка возможна на усмотрение пользователя).

    Отличить клапан среди других предлагаемых на рынке деталей достаточно просто – клапан всегда имеет 3 патрубка:

    • В первый подается горячий поток;
    • Во второй подается холодный поток;
    • Третий патрубок является выходом и через него проходит уже смешанный, сбалансированный по температуре поток.


    Направление потока

    Главной задачей данной детали является защита от попадания холодной жидкости в рубашку котла в момент его первичного разогрева.

    В случае если не использовать клапан, или поставить его неправильно, горячая вода не будет поступать в систему, соответственно – ни о каком обогреве не может идти речи.

    За счет клапана теплоноситель будет циркулировать в первичном контуре до того момента, пока не прогреется до требуемой температуры– в зависимости от типа котла это значение может колебаться от 40 до 50 градусов.

    Читайте также:
    Комфорт Лайн: отзывы

    После того, как температура будет достигнута, термостат (который и отвечает за проверку текущего градуса в контуре) взаимодействует со штоком, который, в свою очередь будет открываться, для вывода холодной воды из действующей отопительной системы.

    Критерии выбора

    Подбор трехходового смесительного клапана выполняется с учетом ряда важнейших параметров, связанных и с работой регулирующей арматуры, и с функционированием самого твердотопливного котла.

    На выбор влияют такие параметры

    • материал изготовления;
    • потребление теплоносителя;
    • модификация привода;
    • применяемая схема обвязки;
    • рабочие характеристики.


    Виды трехходовых смесительных клапанов

    Материал изготовления

    Материал, из которого изготовлен клапан, в значительной степени влияет на его технические и эксплуатационные характеристики.

    Какой материал предпочесть? Лучше, если устройство изготовлено из меди или чугуна. Но следует учесть, что медные клапаны достаточно дорогие.

    Расход и температура

    Проектную температуру теплоносителя и его расход можно проверить в документации на отопительные системы. Если проекта нет, эти параметры обратного трубопровода берутся из техпаспорта на котел. Температура обычно составляет 45-50° С.

    Расход теплоносителя требуется для выбора устройства по его пропускной способности — объеме жидкости, который способен пропустить термосмесительный клапан за определенное время.

    Тип привода и схема обвязки

    Тип привода нужно подбирать с учетом того, чтобы ему соответствовала конкретная схема, в соответствии с которой устраивается обвязка.

    Обвязка по упрощенной схеме работает следующим образом. Трехходовой термостатический смесительный клапан подает жидкость с третьего патрубка на первый. Теплоноситель начинает нагреваться после прогрева воды в котле. При доведении теплоносителя до требуемой температуры, из второго патрубка проходит поток не нагретой воды, выполняется обмен: холодная вода из бака с тепловым аккумулятором удаляется, а нагретая — поступает.


    Наглядная схема подключения клапана

    Обвязка усложняется установкой на кране контроллера. Для реализации такой схемы требуются двухконтурные и двухприводные смесители. Один из контуров ставится в непосредственной близости от источника тепла и является термостатическим. Управление вторым приводом (электрическим) осуществляется посредством контроллера, подающим сигналы с датчика. Термостатический клапан при этом поддерживает нужную температуру теплоносителя. Обвязка с электроприводом может быть реализована и в первичном контуре, если под общим контроллером в котельной функционируют более двух нагревательных установок.

    Обратите внимание! Самый важный момент при покупке клапана — подбор оптимально подходящего привода. Цена приводов с управлением вручную гораздо ниже, но и функциональность их оставляет желать лучшего. Цены на электрические модели существенно выше, они быстрее выходят из строя, но многофункциональность их всегда привлекает покупателей.

    Рабочие параметры

    Еще одним важнейшим критерием выбора трехходового клапана являются пределы выставляемых температур. Это касается устройств с термостатическим приводом, применяющихся как в обвязках котлов, так и в системах горячего водоснабжения, полах с водяным подогревом. Обычно максимальная температура составляет 90°С, но до такого значения ее не доводят даже при самых экстремальных отрицательных температурах.

    На температурный диапазон при покупке необходимо обязательно обращать внимание. В зависимости от назначения, выпускаются краны с различными диапазонами регулировки температур, к примеру, 20-43° С или 35-60°С. В приведенном примере для твердотопливных котлов лучше подойдет второй вариант.


    Рабочие параметры смесительного клапана

    Большую роль играют наружные и внутренние диаметры присоединения к системе. Для работающих на твердом топливе котлов значение этих показателей напрямую зависит от пропускной способности клапана и составляет 20-40 мм. Если требуемый диаметр устройства найти не получается, то можно приобрести подходящий переходник.

    Желательно выбирать клапан, к которому возможно подключить сервопривод, что позволит ему работать в авторежиме — такая функция хорошо зарекомендовала себя при устройстве водяного теплого пола.

    Принцип работы детали

    Существует множество видов клапана, отличающихся по типу используемого привода, по конфигурациям, методике управления и т.д. По системе управления, а также по типу привода существует несколько моделей.

    Читайте также:
    Какие плюсы и минусы у живой плитки + особенности самостоятельного монтажа

    Один из самых распространенных – это клапан, использующий термостатический привод, иначе говоря, в детали установлен привод, управляемой посредством термостата. Работает такое устройство за счет эффекта расширения элемента (в случае расширения происходит нажатие на шток клапана, после чего происходит смешивание жидкостей с различной температурой). Данный тип клапана является наиболее популярным.


    Внешний вид

    Второй тип, не менее распространенный, это электрическая методика управления. В данном случае шток клапана активируется после сигнала с электронного блока управления.

    Третий тип отличается управляющим элементом –нажатие на шток выполняется посредством термостатической головки. Реакция происходит в зависимости от изменения температуры воздуха, которая определяется самой головкой, или посредством датчика, выносимого наружу с помощью капиллярной трубки.

    Подобный привод наиболее актуален в случае монтажа и дальнейшей эксплуатации напольных систем обогрева.

    Клапан необходим еще и потому, что препятствует возникновению нагара (если холодная вода будет поступать к рубашке, то конденсат, появляющийся на ней будет смешиваться с пеплом, тем самым создавая нагар, а он в свою очередь снижает эффективность теплообмена, что снижает КПД самого котла и системы, в которой он и установлен).

    Как правильно выбирать

    Прежде чем приступать к непосредственной покупке клапана, следует выяснить массу моментов, касательно используемого котла и особенностей системы отопления, это позволит повысить эффективность работы системы, в ином случае – это может привезти к ухудшению штатных показателей.

    Главным в данном вопросе является определение рабочих параметров теплоносителя(это легко выяснить с помощью имеющейся документации). Кроме того, необходимо учитывать расход на обогрев и саму схему обвязки.

    Определить расход и температуру теплоносителя можно с помощью проектной документации. В случае, если таковая отсутствует, использовать можно рекомендации, которые указаны в паспорте самого котла, который и используется в системе.

    Все эти параметры нужны для того, что бы правильно подобрать клапан (выбирать предстоит сугубо по пропускной способности).

    Система управления привода выбирается по типу системы обогрева и обвязке самого котла. Самые простые модели и варианты подразумевают использование обычного термостатического клапана (хотя бывают исключения). А, как уже говорилось, для обеспечения качественной работы подогрева пола, следует использовать изделие с термостатической головкой.


    Схема установки

    Если планируется работа со сложной системой обвязки, то производители рекомендуют использовать клапан с внешним управляющим контроллером.

    Расчет резистора для светодиода, калькулятор

    Светодиод имеет очень небольшое внутреннее сопротивление, если его подключить напрямую к блоку питания, то сила тока будет достаточной высокой, чтобы он сгорел. Медные или золотые нити, которыми кристалл подключается к внешним выводам, могут выдерживать небольшие скачки, но при сильном превышении перегорают и питание прекращает поступать на кристалл. Онлайн расчёт резистора для светодиода производится на основе его номинальной рабочей силы тока.

    • 1. Онлайн калькулятор
    • 2. Основные параметры
    • 3. Особенности дешёвых ЛЕД

    Онлайн калькулятор

    Предварительно составьте схему подключения, чтобы избежать ошибок в расчётах. Онлайн калькулятор покажет вам точное сопротивление в Омах. Как правило окажется, что резисторы с таким номиналом не выпускаются, и вам будет показан ближайший стандартный номинал. Если не удаётся сделать точный подбор сопротивления, то используйте больший номинал. Подходящий номинал можно сделать подключая сопротивление параллельно или последовательно. Расчет сопротивления для светодиода можно не делать, если использовать мощный переменный или подстроечный резистор. Наиболее распространены типа 3296 на 0,5W. При использовании питания на 12В, последовательно можно подключить до 3 LED.

    Резисторы бывают разного класса точности, 10%, 5%, 1%. То есть их сопротивление может погрешность в этих пределах в положительную или отрицательную сторону.

    Не забываем учитывать и мощность токоограничивающего резистора, это его способность рассеивать определенное количество тепла. Если она будет мала, то он перегреется и выйдет из строя, тем самым разорвав электрическую цепь.

    Чтобы определить полярность можно подать небольшое напряжение или использовать функцию проверки диодов на мультиметре. Отличается от режима измерения сопротивления, обычно подаётся от 2В до 3В.

    Читайте также:
    Какие выбрать деревянные стулья – рекомендации по подбору надежной и стильной деревянной мебели

    Основные параметры

    Отличие характеристик кристаллов для дешевых ЛЕД

    Так же при расчёте светодиодов следует учитывать разброс параметров, для дешевых они будут максимальны, для дорогих они будут более одинаковыми. Чтобы проверить этот параметр, необходимо включить их в равных условиях, то есть последовательно. Уменьшая тока или напряжение снизить яркость до слегка светящихся точек. Визуально вы сможете оценить, некоторые будут светится ярче, другие тускло. Чем равномернее они горят, тем меньше разброс. Калькулятор расчёта резистора для светодиода подразумевает, что характеристики светодиодных чипов идеальные, то есть отличие равно нулю.

    Напряжение падения для распространенных моделей маломощных до 10W может быть от 2В до 12В. С ростом мощности увеличивается количество кристаллов в COB диоде, на каждом есть падение. Кристаллы включаются цепочками последовательно, затем они объединяются в параллельные цепи. На мощностях от 10W до 100W снижение растёт с 12В до 36В.

    Этот параметр должен быть указан в технических характеристиках LED чипа и зависит от назначения:

    • цвета синий, красный, зелёный, желтый;
    • трёхцветный RGB;
    • четырёхцветный RGBW;
    • двухцветный, теплый и холодный белый.

    Особенности дешёвых ЛЕД

    Прежде чем подобрать резистор для светодиода на онлайн калькуляторе, следует убедится в параметрах диодов. Китайцы на Aliexpress продают множество led, выдавая их за фирменные. Наиболее популярны модели SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730. Всё самое плохое обычно делается под брендом Epistar.

    Например, чаще всего китайцы обманывают на SMD5630 и SMD5730. Цифры в маркировке обозначают лишь размер корпуса 5,6мм на 3,0мм. В фирменных такой большой корпус используется для установки мощных кристаллов на 0,5W , поэтому у покупателей диодов СМД5630 напрямую ассоциируется с мощностью 0,5W. Хитрый китаец этим пользуется, и в корпус 5630 устанавливает дешевый и слабенький кристалл в среднем на 0,1W , при этом указывая потребление энергии 0,5W.

    Китайские светодиодные лампы кукурузы

    Наглядным примером будут автомобильные лампы и светодиодные кукурузы, в которых поставлено большое количество слабеньких и некачественных ЛЕД чипов. Обычный покупатель считает, чем больше светодиодов чем лучше светит и выше мощность.

    Автомобильные лампы на самых слабых лед 0,1W

    Чтобы сэкономить денежку, мои светодиодные коллеги ищут приличные ЛЕД на Aliexpress. Ищут хорошего продавца, который обещает определённые параметры, заказывают , ждут доставку месяц. После тестов оказывается, что китайский продавец обманул, продал барахло. Повезёт, если на седьмой раз придут приличные диоды, а не барахло. Обычно сделают 5 заказов, и не добившись результата и идут делать заказ в отечественный магазин, который может сделать обмен.

    Здравствуйте!
    Товарищ подарил COB светодиод хорошей китайской марки, мощностью 50 ватт. На сайте производителя указано: 50 ватт, 1700 мА, прямое напряжение — 12-36 вольт. Странно, конечно, что такой разброс по напряжению при постоянном токе. Есть советский потенциометр (проволочный) 5 ватт, 230 ом (на самом деле разные в ящике в гараже и много, из СССР еще, можно повыбирать), и есть блок питания для лент со стабилизацией напряжения 12 вольт, мощностью 160 ватт макс. Есть также мультиметр )). И есть старый светильник в виде подводной лодки, который хочу вернуть к жизни. Нет необходимости в 50-ти ваттах отдачи (можно и в половину), но предполагаю сделать регулируемую (без ШИМ) подсветку, путем включения всего последовательно. Плюс радиатор с кулером. Как Вы считаете, можно так сделать? Или еще постоянный резистор добавить? Просто путаница какая-то у меня — производители пишут одно, а по закону ома по другому. Если потенциометр 5 ватт при падении на нём 1-3 вольта, должно же хватить этой мощности?
    Спасибо!

    Читайте также:
    Кровать с ящиками для хранения: преимущества и недостатки модели

    У светодиода должно быть указано точное падение напряжения, в вашем случае это примерно 30-36 вольт. Силу тока можно регулировать хот резистором, хоть микросхемой. Настраиваемый драйвер у китайцев стоит 150-200 руб, регулируется напряжение и сила тока. Есть повышающие драйверы, которые с 12 вольт на входе будут давать 36 на выходе. В разделе «питание» у меня всё подробно расписано.

    Добрый день. Очень полезные и информативные статьи, спасибо большое — я с нуля разобрался что к чему.
    Остался только вопрос: я же правильно понимаю, что если я хочу использовать сомнительные китайские диоды, то я могу просто мультиметром проверить реальную мощность и по результатам подобрать нужное сопротивление?

    Чтобы узнать примерную мощность светодиода надо измерить вольт-амперную характеристику светодиода. Рабочий ток и мощность должны быть указаны в параметрах.

    А у меня все хорошо! Благодаря Вашей статье, Сергей, все стало понятно, как нас надувают хитрые китайцы Всегда думал, что лучше купить подороже у нас, чем подешевле у них. Но и покупая у нас, тоже нужно голову иметь еще раз спасибо за статью!

    В светодиодной светотехнике много обмана у нас и у китайцев, лучше всего покупать что-нибудь проверенное.

    Здравствуйте, Сергей! Приобрел две светодиодные автолампы в ПТФ (как дневные ходовые огни). Месяца через 3 в обеих лампах сгорели резисторы. Решил вместо сгоревших поставить нагрузку прямо в цепь, но не понял, как ее расчитать. Не понятно, как подключены светодиоды: последовательно или параллельно. Их по 13 шт. на каждой лампе. Что посоветуете?
    P.S. Каждая лампа стоит рублей 800. Каждые 3 месяца покупать новые — «жаба душит». )))

    Если шаба душит, то купите хорошие со стабилизатором и радиатором. Ваш цоколь не знаю, точную модель не посоветую.

    Здравствуйте! Ставлю в фонарик светодиоды»соломенная шляпка» (3 вольта, 20 миллиампер) . Питание будет от DC-DC 5 вольт. Можно ли использовать в качестве гасящих резисторов smd на 100 ом 1 ватт? Или искать резисторы меньшей мощности?

    Мощность резастора должна быть больше минимально допустимой, больше лучше.

    Здравствуйте.Подбираю светодиоды к промышленной ЦМП Радуга-led,цвета-красный,желтый,зеленый,синий,выход до195в,постоянка.Протестировал некоторые автодиоды и 3v мощные,они диммируются max от50%,т.к выбор в моем городе невелик,остановился на 12v .прозрачных диам.5и10мм-димируются от 2.5V.Т.к при покупке известны как правило только U,замерил токи при 12в- от8 до26ма,в зависимости от цвета и диам.При попытке подобрать гасящий резистор потенциометром Сп-1(22,47,100к) до195в,диоды перегорают т.к удается выставить только меньшее значение I или U(на много).И так вопросы: почему не удается выставить оптимальные параметры пер. резистором,правильно ли я замеряю токи для расчета на вашем калькуляторе,можно ли при последовательном соединении суммировать I и U,подставив значения как для одного диода.

    Это всё у меня описано на сайте. Лучше возьмите лампочки на 12 вольт. Или можно лампы или прожекторы на 220В с линейным стабилизатором.

    Как рассчитать резистор для светодиодов – формулы с примерами + онлайн калькулятор

    Светодиоды разных оттенков цвета имеют разные по величине прямые рабочие напряжения. Они задаются выбором токоограничивающего сопротивления светодиода. Чтобы вывести световой прибор на номинальный режим, нужно запитать p-n переход рабочим током. Для этого производят расчет резистора для светодиода.

    Таблица напряжения светодиодов в зависимости от цвета

    Рабочие напряжения светодиодов разные. Они зависят от материалов полупроводникового p-n перехода и связаны с длиной волны излучения света, т.е. оттенка цвета свечения.

    Таблица номинальных режимов разных оттенков цвета для расчета гасящего сопротивления приведена ниже.

    Цвет свечения Прямое напряжение, В
    Оттенки белого 3–3,7
    Красный 1,6-2,03
    Оранжевый 2,03-2,1
    Желтый 2,1-2,2
    Зеленый 2,2-3,5
    Синий 2,5-3,7
    Фиолетовый 2,8-4,04
    Инфракрасный Не более 1,9
    Ультрафиолетовый 3,1-4,4

    Из таблицы видно, что на 3 вольта можно включать излучатели всех видов свечения, кроме устройств с белым оттенком, частично фиолетовых и всех ультрафиолетовых. Это вязано с тем, что нужно какую-то часть напряжения источника питания «израсходовать» на ограничение тока через кристалл.

    Читайте также:
    Как сделать садовую скамейку со спинкой

    При источниках питания 5, 9 или 12 В можно питать единичные диоды или последовательные их цепочки из 3 и 5-6 штук.

    Последовательные цепочки снижают надежность устройств, в которых они используются, примерно в число раз, соответствующее количеству светодиодов. А параллельное включение повышает надежность в той же пропорции: 2 цепочки – в 2 раза, 3 – в 3 раза и т.д.

    Но небывалая для источников света длительность их работы от 30-50 до 130-150 тысяч часов оправдывает падение надежности, т.к. от нее зависит срок службы устройства. Даже 30-50 тыс. часов работы по 5 часов в сутки – 4 часа вечером и 1 утром каждый день – это 16-27 лет работы. За это время большинство светильников морально устареет и будет утилизировано. Поэтому последовательное соединение широко используется всеми производителями светодиодных устройств.

    Онлайн калькулятор для расчета светодиодов

    Для автоматического расчета понадобятся следующие данные:

    • напряжение источника или блока питания, В;
    • номинальное прямое напряжение устройства, В;
    • прямой номинальный рабочий ток, мА;
    • количество светодиодов в цепочке или включенных параллельно;
    • схема подключения светодиода(ов).

    Исходные данные можно взять из паспорта диода.

    После введения их в соответствующие окна калькулятора нажмите на кнопку «Рассчитать» и получите номинальное значение резистора и его мощность.

    Расчет величины резистора-токоограничителя

    На практике используют два вида расчета – графический, по ВАХ – вольтамперной характеристике конкретного диода, и математический – по его паспортным данным.

    • Е – источник питания, имеющий на выходе величину Е;
    • «+»/«–» – полярность подключения светодиода: «+» – анод, на схемах показывается треугольником, «-» – катод, на схемах – поперечная черточка;
    • R – токоограничивающее сопротивление;
    • Uled – прямое, оно же рабочее напряжение;
    • I – рабочий ток через прибор;
    • напряжение на резисторе обозначим как UR.

    Тогда схема для расчета примет вид:

    Рассчитаем сопротивление для ограничения тока. Напряжение U в цепи распределится так:

    U = UR + Uled или UR + I × Rled, в вольтах,

    где Rled– внутреннее дифференциальное сопротивление p-n перехода.

    Математическими преобразованиями получаем формулу:

    R = (U-Uled)/I, в Ом.

    Величину Uled можно подобрать из паспортных значений.

    Проведем расчет величины токоограничивающего резистора для LED производства компании Cree модели Cree XM–L, имеющий бин T6.

    Его паспортные данные: типовое номинальное ULED = 2,9 В, максимальное ULED = 3,5 В, рабочий ток ILED=0,7 А.

    Для расчета используем ULED = 2,9 В.

    R = (U-Uled)/I = (5-2,9)/0,7 = 3 Ом.

    Рассчитанная величина равна 3 Ом. Выбираем элемент с допуском точности ± 5%. Этой точности с избытком хватит чтобы установить рабочую точку на 700 мА.

    Округлять величину сопротивления следует в большую сторону. Это уменьшит ток, световой поток диода и повысит надежность работы более щадящим тепловым режимом кристалла.

    Рассчитаем требуемую мощность рассеивания для этого резистора:

    P = I² × R = 0,7² × 3 = 1,47 Вт

    Для надежности округлим ее до ближайшей большей величины – 2 Вт.

    Схемы последовательного и параллельного включения LED широко используются и показывают особенности этих видов соединения. Последовательное включение одинаковых элементов делит напряжение источника поровну между ними. При разных внутренних сопротивлениях – пропорционально сопротивлениям. При параллельном соединении напряжение одинаковое, а ток – обратно пропорционален внутренним сопротивлениям элементов.

    При последовательном соединении LED

    При последовательном соединении первый в цепочке диод анодом соединен с «+» источника питания, а катодом – с анодом второго диода. И так до последнего в цепочке, катод которого соединен с «-» источника. Ток в последовательной цепи один и тот же во всех ее элементах. Т.е. через любой световой прибор он одной и той же величины. Внутреннее сопротивление открытого, т.е. излучающего свет кристалла, составляет десятки или сотни ом. Если через цепочку течет 15-20 мА при сопротивлении 100 Ом, то на каждом элементе будет по 1,5-2 В. Сумма напряжений на всех приборах должна быть меньше, чем у источника питания. Разницу обычно гасят специальным резистором, который выполняет две функции:

    • ограничивает номинальный рабочий ток;
    • обеспечивает номинальное прямое напряжение на светодиоде.
    Читайте также:
    Кромочная лента для стяжки пола: демпферная из вспененного полиэтилена

    Расчет ограничивающего ток резистора для светодиода, формулы и калькулятор

    Часто при изготовлении разнообразных устройств возникает необходимость использовать светодиоды и светодиодные индикаторы. Будем полагать что вы знаете что такое светодиод и какие они бывают.

    Подключение светодиода к источнику питания выполняется, как правило, через ограничивающий ток резистор (гасящий резистор). Ниже описаны принципы и формулы для расчета гасящего резистора, а также небольшой калькулятор для быстрого подсчета.

    Расчет гасящего резистора для светодиода

    Первым делом разберемся как выполнить расчет сопротивления гасящего резистора, от чего оно зависит и какой мощности должен быть резистор для питания светодиода от источника питания.

    Рис. 1. Схема подключения светодиода к источнику питания через резистор.

    Как видим из схемы, ток (I) через резистор и светодиод протекает один и от же. Напряжение на резисторе равно разнице напряжений питания и напряжения на светодиоде (VS-VL). Здесь нам нужно рассчитать сопротивление резистора (R), при котором через цепь будет протекать напряжение I, а на светодиоде будет напряжение VL.

    Допустим что мы будем питать светодиод от батареи напряжением 5В, как правило такое питающее напряжение используется при питании микроконтроллерных схем и другой цифровой техники.

    Вычислим значение напряжения на гасящем резисторе, для этого нам нужно знать падение напряжения на светодиоде, это можно выяснить по справочнику для конкретного светодиода.

    Примерные значения падения напряжения для светодиодов (АЛ307 и другие маломощные в подобном корпусе):

    • красный – 1,8. 2В;
    • зеленый и желтый – 2. 2,4В;
    • белые и синие – 3. 3,5В.

    Допустим что мы будем использовать синий светодиод , падение напряжения на нем – 3В.

    Производим расчет напряжения на гасящем резисторе:

    Uгрез = Uпит – Uсвет = 5В – 3В = 2В.

    Для расчета сопротивления гасящего резистора нам нужно знать ток через светодиод. Номинальный ток конкретного типа светодиода можно узнать по справочнику. У большинства маломощных светодиодов (наподобии АЛ307) номинальный ток находится в пределах 10-25мА.

    Допустим что для нашего светодиода номинальный ток для его достаточно яркого свечения составляет 20мА (0,02А). Получается что на резисторе будет гаситься напряжение 2В и проходить ток 20мА. Выполним расчет по формуле закона Ома:

    R = U / I = 2В / 0,02А = 100 Ом.

    В большинстве случаев подойдет маломощный резистор с мощностью 0,125-0,25Вт (МЛТ-0,125 и МЛТ-0,25). Если же ток и напряжение падения на резисторе будет очень отличаться то не помешает произвести расчет мощности резистора:

    P = U * I = 2В * 0,02А = 0,04 Вт.

    Таким образом, 0,04 Вт явно меньше номинальной мощности даже для самого маломощного резистора МЛТ-0,125 (0,125 Вт).

    Произведем расчет для красного светодиода (напряжение 2В, ток 15мА).

    Uгрез = Uпит – Uсвет = 5В – 2В = 3В.

    R = U / I = 3В / 0,015А = 200 Ом.

    P = U * I = 3В * 0,015А = 0,045 Вт.

    Простой калькулятор для расчета гасящего резистора

    Теперь вы знаете как по формулам рассчитать гасящий резистор для питания светодиода. Для облегчения расчетов написан несложный онлайн-калькулятор:

    Форму прислал Михаил Иванов.

    Заключение

    При подключении светодиодов не нужно забывать что они имеют полярность. Для определения полярности светодиода можно использовать мультиметр в режиме прозвонки или же омметр.

    Использование гасящих резисторов оправдано для питания маломощных светодиодов, при питании мощных светодиодов нужно использовать специальные LED-драйверы и стабилизаторы.

    Онлайн калькулятор расчета резистора светодиода

    Расчёт параметров резистора светодиода

    Не смотря на то, что всевозможные светодиоды сегодня используются практически во всех сферах жизни человека, среднестатистический потребитель, как правило, не задумывается о том, как и по каким законам они работают. И если такой человек сталкивается, к примеру, с необходимостью организации светодиодного освещения, у него возникает множество проблем и вопросов. И одним из наиболее распространенных вопросов является «что такое резисторы и зачем они нужны светодиоду?». Попробуем на этот вопрос ответить.

    Читайте также:
    Можно ли стирать постельное бельё с полотенцами: насколько это хорошая идея

    Резистор представляет собой элемент электрической сети, отличающийся пассивностью, который, в идеальном варианте, характеризуется исключительно своим сопротивлением электрическому току (то есть, в любой момент времени для него должен выполняться закон Ома). Основное назначение резистора – оказание активного сопротивления электрическому току, и сегодня такие элементы широко используются в организации искусственного освещения.

    Теперь поговорим о том, зачем резистор необходим непосредственно светодиоду.

    Многие из нас знают, что обыкновенная стандартная лампочка горит, если ее подключить напрямую к некоторому источнику питания. Она успешно функционирует и сгорает только в том случае, если из-за переизбытка напряжения происходит перегрев нити накала. Однако практически никто при этом не задумывается, что в данном случае лампочка сама выполняет роль резистора – ток через нее проходит с трудом, и тем легче ему преодолеть это препятствие, чем выше напряжение. И конечно, приравнивать такой сложный полупроводниковый прибор, как светодиод, к обыкновенной лампе накаливания никак невозможно.

    Важно учитывать, что светодиод представляет собой токовый прибор, который, грубо говоря, в процессе работы выбирает для себя напряжение, а не силу тока. Таким образом, если светодиод, к примеру, выбирает напряжение 1,8V, а на него подается 1,9V, то он, скорее всего, сгорит (если, конечно, не сможет понизить напряжение источника до нужного ему значения). И для того чтобы этого не произошло, нужен резистор. Он стабилизирует используемый источник питания, чтобы его напряжение не испортило светодиод.

    В связи с этим чрезвычайно важно разобраться, какой именно резистор необходим для того или иного светодиода, и нужно ли для каждого светодиода использовать отдельный резистор. Здесь немаловажно учитывать схему соединения, а также количество используемых светодиодов. Если речь идет, к примеру, о последовательной цепочке светодиодов, в которой они расположены друг за другом, то поскольку электрический ток в каждой точке данной цепи протекает один и тот же, для этих светодиодов будет достаточно только одного резистора с правильно рассчитанным сопротивлением.

    Но если мы говорим о параллельном включении светодиодов, здесь каждый из них должен обладать собственным резистором, поскольку в противном случае все напряжение потянет так называемый «лимитирующий» светодиод (тот, которому напряжение нужно наименьшее). Он быстро перегорит, и теперь напряжение перейдет к следующему светодиоду, который также выйдет из строя. Это недопустимо, а значит, для параллельно подключенных светодиодов просто необходимо использовать достаточное количество правильно подобранных резисторов.

    Теперь поговорим о том, как нужно осуществлять расчет сопротивления резистора, предназначенного для того или иного светодиода. Чаще всего осуществляется такой расчет с помощью специальных калькуляторов. И именно такой высокоэффективный онлайн калькулятор мы предлагаем нашим клиентам. Данный калькулятор позволяет рассчитать значение сопротивления и мощности резистора в цепи светодиодов. Для того чтобы рассчитать необходимое значение, вам следует ввести напряжение питания светодиода, номинальное напряжение светодиода, номинальный ток и выбрать схему соединения и количество светодиодов. Благодаря нашему калькулятору, вы сможете быстро получить достаточно точные сведения, способные оказать гарантированную помощь в организации искусственного освещения.

    Кроме того, приступая к процессу расчета сопротивления резистора, необходимо учитывать несколько важных моментов. Во-первых, помните, что на светодиодах, как правило, пишут не напряжение питания, а напряжение падения (то есть то, которое они выбирают для себя), да и оно указывается приблизительно. Используется это число исключительно для определения минимального напряжения или для расчета резистора питания. То есть напряжение падения светодиода нужно отнимать от напряжения его питания, и мы получим напряжение на резисторе.

    Читайте также:
    Как сделать самому стеллаж из дерева. Подробная инструкция для тех, кто решил сделать стеллаж из дерева

    Ток же, протекающий через него, рассчитывается обычно делением оставшегося на резисторе напряжения на его сопротивление. Ну а для расчета сопротивления данного резистора, соответственно, оставшееся напряжение делится на ту величину тока, которая нам нужна. Человеку, далекому от электрики и физики, самостоятельно сделать расчеты практически невозможно. Поэтому вы еще раз можете оценить удобство и функциональность нашего онлайн калькулятора, который с легкостью выполнит подобную работу за вас.

    Присоединяйтесь к нам!

    Правильный расчет резистора для светодиода, подбор резистора по цветовой маркировке + онлайн калькулятор

    Светоизлучающие диоды, характеризуются рядом эксплуатационных параметров:

    • Номинальный (рабочий) ток – Iн;
    • падение напряжения при номинальном токе – Uн;
    • максимальная рассеиваемая мощность – Pmax;
    • максимально допустимое обратное напряжение – Uобр.

    Самым важным из перечисленных параметров является рабочий ток.

    При протекании через светодиод номинального рабочего тока – номинальный световой поток, рабочее напряжение и номинальная рассеиваемая мощность устанавливаются автоматически. Для того чтобы задать рабочий режим LED, достаточно задать номинальный ток светодиода.

    В теории светодиоды нужно подключать к источникам постоянного тока. Однако, на практике, LED подключают к источникам постоянного напряжения: батарейки, трансформаторы с выпрямителями или электронные преобразователи напряжения (драйверы).

    Для задания рабочего режима светодиода, применяют простейшее решение – последовательно с LED включают токоограничивающий резистор. Их еще называют гасящими или балластными сопротивлениями.

    Рассмотрим, как выполняется расчет сопротивления резистора для светодиода.

    Расчет резистора светодиода (по формулам)

    При расчете вычисляют две величины:

    • Сопротивление (номинал) резистора;
    • рассеиваемую им мощность P.

    Источники напряжения, питающие LED, имеют разное выходное напряжение. Для того чтобы выполнить подбор резистора для светодиода нужно знать напряжение источника (Uист), рабочее падение напряжения на диоде и его номинальный ток. Формула для расчета выглядит следующим образом:

    При вычитании из напряжения источника номинальное падение напряжения на светодиоде – мы получаем падение напряжения на резисторе. Разделив получившееся значение на ток мы, по закону Ома, получаем номинал токоограничивающего резистора. Подставляем напряжение, выраженное в вольтах, ток – в амперах и получаем номинал, выраженный в омах.

    Электрическую мощность, рассеиваемую на гасящем сопротивлении, вычисляют по следующей формуле:

    P = (Iн) 2 ⋅ R

    Исходя из полученного значения, выбирается мощность балластного резистора. Для надежной работы устройства она должна быть выше расчетного значения. Разберем пример расчета.

    Пример расчета резистора для светодиода 12 В

    Рассчитаем сопротивление для LED, питающегося от источника постоянного напряжения 12В.

    Допустим в нашем распоряжении имеется популярный сверхяркий SMD 2835 (2.8мм x 3.5мм) с рабочим током 150мА и падением напряжения 3,2В. SMD 2835 имеет электрическую мощность 0,5 ватта. Подставим исходные значения в формулу.

    R = (12 — 3,2) / 0,15 ≈ 60

    Получаем, что подойдет гасящий резистор сопротивлением 60 Ом. Ближайшее значение из стандартного ряда Е24 – 62 ома. Таким образом, для выбранного нами светодиода можно применить балласт сопротивлением 62Ом.

    Теперь вычислим рассеиваемую мощность на сопротивлении.

    P = (0,15) 2 ⋅ 62 ≈ 1,4

    На выбранном нами сопротивлении будет рассеиваться почти полтора ватта электрической мощности. Значит, для наших целей можно применить резистор с максимально допустимой рассеиваемой мощностью 2Вт.

    Осталось купить резистор с подходящим номиналом. Если же у вас есть старые платы, с которх можно выпаять детали, то по цветовой маркировке можно выполнить подбор резистора. Воспользуйтесь формой ниже.

    На заметку! В приведенном выше примере на токоограничительном сопротивлении рассеивается почти в три раза больше энергии, чем на светодиоде. Это означает, что с учетом световой отдачи LED, КПД нашей конструкции меньше 25%.

    Чтобы снизить потери энергии лучше применить источник с более низким напряжением. Например, для питания можно применить преобразователь постоянного напряжения AC/AC 12/5 вольт. Даже с учетом КПД преобразователя потери будут значительно меньше.

    Читайте также:
    Как обшить пуфик своими руками кожей: пошаговая инструкция

    Параллельное соединение

    Довольно часто требуется подключить несколько диодов к одному источнику. Теоретически, для питания нескольких параллельно соединенных LED, можно применить один токоограничивающий резистор. При этом формулы будут иметь следующий вид:

    P = (n ⋅ Iн) 2 ⋅ R

    Где n – количество параллельно включенных ЛЕДов.

    Почему нельзя использовать один резистор для нескольких параллельных диодов

    Даже в «китайских» изделиях производители для каждого светодиода устанавливают отдельный токоограничивающий резистор. Дело в том, что в случае общего балласта для нескольких LED многократно возрастает вероятность выхода из строя светоизлучающих диодов.

    В случае обрыва одного из полупроводников, его ток перераспределится через оставшиеся LED. Рассеиваемая на них мощность увеличится и они начнут интенсивно нагреваться. Вследствие перегрева следующий диод выйдет из строя и дальше процесс примет лавинообразный характер.

    Совет. Если по какой-то причине нужно обойтись одним гасящим сопротивлением, увеличьте его номинал на 20-25%. Это обеспечит большую надежность конструкции.

    Можно ли обойтись без резисторов?

    Действительно, в некоторых случаях можно не использовать токоограничивающий резистор. Рассмотренный нами светодиод можно напрямую запитать от двух батареек 1,5В. Так как его рабочее напряжение составляет 3,2В, то протекающий через него ток будет меньше номинального и балласт ему не потребуется. Конечно, при таком питании светодиод не будет выдавать полный световой поток.

    Иногда в цепях переменного тока в качестве токоограничивающих элементов вместо резисторов применяют конденсаторы (подробнее про расчет конденсатора). В качестве примера можно привести выключатели с подсветкой, в которых конденсаторы являются «безваттными» сопротивлениями.

    Расчет резистора для светодиода

    Калькулятор расчёта резистора для светодиода.

    Исходные данные:
    Тип соединения: Один светодиод
    Последовательное соединение
    Параллельное соединение
    Напряжение питания: Вольт
    Прямое напряжение светодиода: Вольт
    Ток через светодиод: Милиампер
    Количество светодиодов: шт.
    Результаты:
    Точное значение резистора: Ом
    Стандартное значение резистора: Ом
    Минимальная мощность резистора: Ватт
    Общая потребляемая мощность: Ватт
    Светодиоды. Виды, типы светодиодов. Подключение и расчёты..

    Вот так светодиод выглядит в жизни :
    А так обозначается на схеме :

    Для чего служит светодиод?
    Светодиоды излучают свет, когда через них проходит электрический ток.

    Были изобретены в 70-е года прошлого века для смены электрических лампочек, которые часто перегорали и потребляли много энергии.

    Подключение и пайка
    Светодиоды должны быть подключены правильным образом, учитывая их полярность + для анода и к для катода Катод имеет короткий вывод, более короткую ножку. Если вы видите внутри светодиода его внутренности – катод имеет электрод большего размера (но это не официальные метод).


    Светодиоды могут быть испорчены в результате воздействия тепла при пайке, но риск невелик, если вы паяете быстро. Никаких специальных мер предосторожности применять не надо для пайки большинства светодиодов, однако бывает полезно ухватиться за ножку светодиода пинцетом – для теплоотвода.

    Проверка светодиодов
    Никогда не подключайте светодиодов непосредственно батарее или источнику питания!
    Светодиод перегорит практически моментально, поскольку слишком большой ток сожжет его. Светодиоды должны иметь ограничительный резистор.Для быстрого тестирования 1кОм резистор подходит большинству светодиодов если напряжение 12V или менее. Не забывайте подключать светодиоды правильно, соблюдая полярность!

    Цвета светодиодов
    Светодиоды бывают почти всех цветов: красный, оранжевый, желтый, желтый, зеленый, синий и белый. Синего и белого светодиода немного дороже, чем другие цвета.
    Цвет светодиодов определяется типом полупроводникового материала, из которого он сделан, а не цветом пластика его корпуса. Светодиоды любых цветов бывают в бесцветном корпусе, в таком случае цвет можно узнать только включив его…

    Многоцветные светодиоды
    Устроен многоцветный светодиод просто, как правило это красный и зеленый объединенные в один корпус с тремя ножками. Путём изменения яркости или количества импульсов на каждом из кристаллов можно добиваться разных цветов свечения.

    Расчет светодиодного резистора
    Светодиод должен иметь резистор последовательно соединенный в его цепи, для ограничения тока, проходящего через светодиод, иначе он сгорит практически мгновенно.
    Резистор R определяется по формуле :
    R = (V S – V L ) / I

    Читайте также:
    Кровать с ящиками для хранения: преимущества и недостатки модели

    V S = напряжение питания
    V L = прямое напряжение, расчётное для каждого типа диодов (как правилоот 2 до 4волт)
    I = ток светодиода (например 20мA), это должно быть меньше максимально допустимого для Вашего диода
    Если размер сопротивления не получается подобрать точно, тогда возьмите резистор большего номинала. На самом деле вы вряд-ли заметите разницу… совсем яркость свечения уменьшится совсем незначительно.
    Например: Если напряжение питания V S = 9 В, и есть красный светодиод (V = 2V), требующие I = 20мA = 0.020A,
    R = (- 9 В) / 0.02A = 350 Ом. При этом можно выбрать 390 Ом (ближайшее стандартное значение, которые больше).

    Вычисление светодиодного резистора с использованием Закон Ома
    Закон Ома гласит, что сопротивление резистора R = V / I, где :
    V = напряжение через резистор (V = S – V L в данном случае)
    I = ток через резистор
    Итак R = (V S – V L ) / I

    Последовательное подключение светодиодов.
    Если вы хотите подключить несколько светодиодов сразу – это можно сделать последовательно. Это сокращает потребление энергии и позволяет подключать большое количество диодов одновременно, например в качестве какой-то гирлянды.
    Все светодиоды, которые соединены последовательно, долдны быть одного типа. Блок питания должен иметь достаточную мощность и обеспечить соответствующее напряжение.


    Пример расчета :
    Красный, желтый и зеленый диоды – при последовательном соединении необходимо напряжение питания – не менее 8V, так 9-вольтовая батарея будет практически идеальным источником.
    V L = 2V + 2V + 2V = 6V (три диода, их напряжения суммируются).
    Если напряжение питания V S 9 В и ток диода = 0.015A,
    Резистором R = (V S – V L ) / I = (9 – 6) /0,015 = 200 Ом
    Берём резистор 220 Ом (ближайшего стандартного значения, которое больше).

    Избегайте подключения светодиодов в параллели!
    Подключение несколько светодиодов в параллели с помощью одного резистора не очень хорошая идея…


    Как правило, светодиоды имеют разброс параметров, требуют несколько различные напряжения каждый. что делает такое подключение практически нерабочим. Один из диодов будет светиться ярче и брать на себя тока больше, пока не выйдет из строя. Такое подключение многократно ускоряет естественную деградацию кристалла светодиода. Если светодиоды соединяются параллельно, каждый из них должен иметь свой собственный ограничительный резистор.

    Мигающие светодиоды
    Мигающие светодиоды выглядят как обычные светодиоды, они могут мигать самостоятельно потому, что содержат встроенную интегральную схему. Светодиод мигает на низких частотах, как правило 2-3 вспышки в секунду. Такие безделушки делают для автомобильных сигнализаций, разнообразных индикаторов или детских игрушек.

    Цифробуквенные светодиодные индикаторы
    Светодиодные цифробуквенные индикаторы сейчас применяются очень редко, они сложнее и дороже жидкокристаллических. Раньше, это было практически единственным и самым продвинутым средством индикации, их ставили даже на сотовые телефоны :)

    При последовательном соединении надо учитывать падение напряжения на каждом диоде, эту сумму сложить и из напряжения питания вычесть вышеозначенную сумму и уже для неё посчитать ток, еа который рассчитан один светодиод. При параллельном несколько сложнее, когда ставишь в параллель второй диод, резистор, необходимый для одного, делишь пополам, а когда три – тогда номинал резистора для двух диодов надо умножить на 0.7, когда четыре диода – номинал для трёх умножаешь на 0.69, для пяти – номинал для четырёх умножаешь на 0.68 и т.д. При последовательном соединении мощность резистора как для одного диода, независимо от колиества, а при параллельном, при каждом добавлении диода, мощность надо пропорционально увеличивать. Только в параллельном и последовательном соединении должны быть диоды одного типа. Но я всегда ставлю на каждый диод свой резистор, потому как диоды имеют довольно большой разброс параметров. И, как показывет практика, обязательно находится слабое звено.

  • Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: