Lysdioden

En lysdiod skiljer sig avsevärt i uppbyggnad mot en glödlampa. Lysdioden är en polär komponent vilket betyder att den har en plus- och en minussida.
De två benen är var för sig anslutna till diodens anod (+) och katod (-).

Vilket ben är vilket?

Det är enkelt att känna igen lysdiodens katod (K)
På en fabriksny lysdiod har katoden ett kortare ben än anoden(A)
Om man tittar i lysdioden så ser man dessutom att katodens "metallplatta" är betydligt större än anodens. Plus ska anslutas till anoden.

Strömbegränsning

Lysdiodens ljusstyrka bestäms av strömmen, till skillnad från glödlampan vars ljusstyrka styrs av spänningen. Observera att med ökad ström begränsas lysdiodens livslängd.
Lysdioden tänds då framspänningen överstiger angiven spänning vilket ligger på normalt 2V. Strömmen måste begränsas till angiven ström och brukar normalt vara 20 mA.
För att begränsa strömmen måste lysdioden kopplas i serie med en strömbegränsande resistor. Om strömmen inte begränsas blir den så stor att lysdioden omedelbart förstörs. Observera att strömbegränsningsmotstånd gäller vanliga lysdioder med två ben. Den nyare typen av lysdioder (ex. Luxeon) kräver en annan typ av strömbegränsning, se nedan.

Beräkning av strömbegränsningsresistor:

Beräkningen görs med hjälp av ohms lag:
För samtliga uträkningar har summan avrundats till det närmast högre värdet ur den s.k E12-serien (standardvärden för resistorer).

Drivspänning: 12V

Lysdiod: 2V 20mA
(12 - 2V) / 0,02A = 500 ohm (560 ohm E12)

Drivspänning: 3V

Lysdiod: 2V 20mA
(3 - 2V) / 0,02A = 50 ohm (56 ohm E12)

Drivspänning: 9V

Två dioder i serie (2V 20 mA)
(9 - 4V) / 0,02A = 250 ohm (270 ohm E12)

 

För att räkna ut vilka motstånd och hur många som behövs se nedanstående länk. Där kan du enkelt ange spänningskällan, hur många dioder samt diodens ström/spänning och få ut ett färdigt diagram hur du skall koppla.
http://led.linear1.org/led.wiz

Alternativ strömbegränsning

Nyare kraftiga lysdioder monterade på chip, exempelvis Luxeon, bör inte strömbegränsas enbart av ett motstånd utan kräver lite mer avancerad strömbegränsning. Även om denna krets är tänkt till den typen av lysdioder fungerar den naturligtvis även till vanliga lysdioder. Denna krets är dessutom okänslig för olika inspänning (inom vissa gränser, se nedan). Faktum är att eftersom det är en riktig strömbegränsning kan kretsen till och med användas som batteriladdare (konstantströmladdare).
Kretsen bygger på den justerbara spänningsregulatorn LM317 som klarar max 1,5 A belastning. För belastningar upp till 3 A kan LM350 användas. Tänk på att spänningsregulatorer blir varma och oftast kräver kylfläns.

LM317 ger ut en referensspänning på 1,25 V mellan ADJ och Vout. Eftersom referensspänningen är konstant kan man få en konstant ström genom att koppla in en resistor. Ohms lag ger oss storleken på resistorn, U/I=R. Så för att driva en Luxeondiod på 350 mA räknar vi ut resistansen: 1,25V/0,350A=3,57Ohm. Alltså ska vi ha ett motstånd på 3,57 Ohm. Det närmsta standardvärdet i E12-serien är 3,9 Ohm vilket ger 321 mA (1,25V/3,9Ohm=0,321A), skillnaden i ljusstyrka vid 350 och 321 mA är försumbar. Hur kraftigt motståndet behöver vara räknar vi ut med en annan av Ohms lagar, P=U*I. 1,25V*0,321A=0,4W, motståndet måste vara på minst 0,4 W för att klara belastningen. ännu ett exempel, denna gången för att driva en 700 mA lysdiod. 1,25V/0,7A=1,79Ohm, närmsta värde är 1,8 Ohm vilket ger 1,25V/1,8Ohm=0,694A. Motståndet måste i detta fallet vara på minst 0,9 W (1,25V*0,694A=0,9W).

Inspänningen måste vara cirka 3 V högre än vad lysdioden kräver, så för att driva en lysdiod på 3,5 V måste inspänningen vara minst 6,5 V. Det går bra att koppla flera lysdioder i serie, så länge inspänningen är cirka 3 V högre än vad båda lysdioderna kräver. Om två 3,5 V lysdioder kopplas i serie krävs således minst 10 V inspänning (3,5+3,5+3=10). Maximal inspänning på LM317 är cirka 35 V. Tänk på att onödigt hög inspänning endast resulterar i att spänningsregulatorn måste ta hand om överflödig effekt och således blir varmare.