Základné obvody LED
Najjednoduchší prípad:
LED diódy by mali byť vždy prevádzkované so sériovým odporom, aby bol prúd obmedzený (Obrázok 1) . Príliš vysoký prúd vedie k zahriatiu LED a skracuje jej životnosť až k okamžitému zničeniu. Ak sa zvýši napätie, prúd sa zvyšuje oveľa rýchlejšie (exponenciálne). Na výpočet správneho sériového odporu existujú pohodlné online kalkulačky, napríklad tento na adrese http://www.leds.de/Widerstandrechner
Správne:
Preto je obvod v Obrázok 3 výhodnejšie, pretože optimálne chráni LED s rovnakou námahou. Dióda je pripojená antiparalelne s LED, to znamená opačne a vedľa nej ako takzvaná ochranná dióda. Pri striedavom a jednosmernom prúde obvod zabraňuje poškodeniu pri zmene polarity. Diódu je možné nahradiť aj LED (Obr. 4)
Osvetlenie 1:
Automobil môže byť osvetlený dvoma LED diódami a striedavým prúdom (Obr. 4) obe LED sú optimálne chránené. Ak sú LED rovnaké, stačí spoločný rezistor. Pri normálnej striedavej frekvencii napätia (zvyčajne 50 Hz pre železnice so striedavým prúdom alebo až 10 kHz pre DCC) je zmena svetla pre ľudské oko sotva alebo nie je viditeľná.
LED diódy sú ideálne pre výrobu modelov kvôli ich nízkemu napätiu a nízkej spotrebe energie. Ľahko sa inštalujú a majú dlhú životnosť. Je však čo brať do úvahy.
Nie celkom správne je tiež nesprávne:
Pri zdroji striedavého prúdu (sínusové alebo obdĺžnikové napätie, napr. Pri DCC) sa polarita neustále mení. Pretože LED môže tolerovať iba nízke napätie proti jeho smeru vpred, je pred ním často pripojená dióda, ktorá umožňuje prechod iba „správneho“ smeru prúdu (Obrázok 2) . Funguje to, ale nie je to optimálne, pretože chyba v interakcii medzi diódou a LED môže viesť k predčasnému zlyhaniu alebo zničeniu LED. To sa v spoločnosti ťažko stáva, ale ak to jednoduchým spôsobom urobíte lepšie, prečo nie?.
Automatický svetlomet:
Obr ukazuje jednoduché prepnutie svetlometov z bielej (LED 1 na 3) na červené (LED 4 a 5), keď je model železnice napájaný jednosmerným prúdom.
Farebné LED diódy majú rôzne dopredné napätia. Každá farba má špeciálny odpor. LED diódy sú zapojené do série, aby sa minimalizovala spotreba energie. Výrobné tolerancie môžu mať vplyv na farbu LED a dopredné napätie. To znamená, že ostatné LED diódy v sérii sú niekedy vystavené väčšiemu namáhaniu alebo vykazujú farebné rozdiely. V prípade chybnej LED diódy zlyhajú aj všetky ostatné LED diódy v rade. Preto je často vhodné vybaviť každú LED jednotlivo rezistorom individuálne.
Osvetlenie 2:
LED diódy môžu byť usporiadané paralelne a do série. V sériách spotrebúvajú najmenej elektriny, súbežne s vlastnými odpormi majú najdlhšiu životnosť. Chybné LED diódy možno nájsť aj rýchlejšie, ak sú zapojené paralelne.
V tomto príklade sú dva rady po tri LED diódy napájané jednosmerným prúdom. Tento okruh je vhodný napríklad pre domy s viacerými miestnosťami alebo veľké autá. Ak by naopak jedna pracovala paralelne so všetkými šiestimi LED diódami, bola by spotreba energie trikrát vyššia. Je to prakticky obvod šetriaci energiu.
Lepšie obmedziť prúd:
Pretože LED diódy reagujú veľmi citlivo na nadmerné prúdy a súvisiace vykurovanie s kratšou životnosťou alebo dokonca zničením, je vhodné namiesto obmedzenia prúdu cez odpor použiť elektronický obvod. Existujú na to zdroje konštantného prúdu, ktoré vedú do LED iba určitý konštantný prúd, hoci vstupné napätie sa môže v širokom rozmedzí líšiť.
Ďalšou výhodou týchto obvodov je, že sa na rezistore nepremieňa žiadny prebytočný prúd na teplo, t. J. Nemusí sa ním zbytočne plytvať. Na prevádzku LED sa spotrebuje iba toľko elektriny, koľko je potrebné.