Szczegóły napięcia LED - jak sprawdzić prąd roboczy
Często diody LED wpadają w ręce mechanika lub radioamatora bez konieczności stosowania dokumentacji technicznej. Do prawidłowego użytkowania urządzeń półprzewodnikowych konieczna jest znajomość ich właściwości, w przeciwnym razie nieunikniona jest wczesna awaria elementu emitującego światło. Chociaż parametrem kontrolnym dla diody LED jest prąd, znajomość napięcia roboczego jest ważna - jeśli zostanie przekroczone, żywotność złącza p-n będzie krótka.
Jak sprawdzić, która dioda LED znajduje się w lampie?
Najłatwiej jest, jeśli lampa jest w pełni funkcjonalna. W takim przypadku wystarczy zmierzyć spadek napięcia na dowolnym z elementów. Jeśli po włączeniu mocy jeden lub więcej elementów nie świeci (lub wszystkie), musisz iść w drugą stronę.
Jeśli lampa jest zbudowana zgodnie ze schematem ze sterownikiem, napięcie wyjściowe jest wskazywane na sterowniku w postaci górnej i dolnej granicy. Wynika to z faktu, że sterownik stabilizuje prąd. Aby to zrobić, musi zmienić napięcie w określonych granicach.Rzeczywiste napięcie trzeba będzie zmierzyć multimetrem i upewnić się, że jest normalne. Następnie wizualnie (wzdłuż ścieżek płytki drukowanej) określ liczbę równoległych łańcuchów diod LED w matrycy i liczbę elementów w łańcuchu. Napięcie kierowcy należy podzielić przez liczbę elementów połączonych szeregowo. Jeśli napięcie na sterowniku nie jest wskazane, to można je zmierzyć tylko w rzeczywistości.
Jeżeli oprawa jest zbudowana zgodnie z układem z opornikiem balastowym, a jej rezystancja jest znana (lub można ją zmierzyć), to napięcie diody LED można wyliczyć na podstawie obliczeń. Aby to zrobić, musisz znać prąd roboczy. W takim przypadku musisz obliczyć:
- spadek napięcia na rezystorze - Urezystor \u003d Irab * Rrezystor;
- spadek napięcia w łańcuchu diod LED – Uled=Zasil – Urezystor;
- podziel Uled przez liczbę urządzeń w łańcuchu.
Jeśli Ipraca jest nieznana, można ją przyjąć jako równą 20-25 mA (obwód z rezystorem jest używany do lamp małej mocy). Dokładność będzie akceptowalna ze względów praktycznych.
Ile woltów to napięcie przewodzenia diody LED?
Jeśli przestudiujesz standardową charakterystykę prądowo-napięciową diody LED, zauważysz na niej kilka charakterystycznych punktów:
- W punkcie 1 p-n przejście zaczyna się otwierać. Przepływa przez nią prąd i dioda LED zaczyna świecić.
- Wraz ze wzrostem napięcia prąd osiąga wartość roboczą (w tym przypadku 20 mA), a w punkcie 2 napięcie działa dla tej diody LED, jasność blasku staje się optymalna.
- Przy dalszym wzroście napięcia prąd wzrasta iw punkcie 3 osiąga maksymalną dopuszczalną wartość. Potem szybko się zawodzi, a krzywa CVC rośnie tylko teoretycznie (obszar przerywany).
Należy zauważyć, że po zakończeniu przegięcia i osiągnięciu odcinka liniowego charakterystyka I–V ma dużą stromość, co prowadzi do dwóch konsekwencji:
- gdy prąd wzrasta (na przykład, jeśli sterownik działa nieprawidłowo lub nie ma rezystora balastowego), napięcie nieznacznie wzrasta, więc możemy mówić o stałym spadku napięcia na złączu p-n, niezależnie od prądu roboczego (efekt stabilizacji);
- Przy niewielkim wzroście napięcia prąd szybko rośnie.
Dlatego niemożliwe jest znaczne zwiększenie napięcia na elemencie w stosunku do działającego.
Ile woltów to diody LED
Parametry diod LED w większości zależą od materiału, z którego wykonane jest złącze p-n, chociaż niektóre cechy nadal zależą od projektu. Typowe wartości napięcia roboczego i koloru poświaty dla elementów małej mocy przy prądzie 20 mA zestawiono w tabeli:
| Materiał | Kolor blasku | Zakres napięcia przewodzenia, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | Podczerwień | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Czerwony | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Pomarańczowy | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Żółty | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | Zielony | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGan | Niebieski | 3,2 – 4,5 |
| Fosfor | Biały | 2,7 – 4,3 |
Mocne oświetlenie LED-y działają przy wysokich prądach. Tak więc kryształ popularnej diody LED 5730 jest przeznaczony do długotrwałej pracy przy prądzie 150 mA.Ale ze względu na strome CVC, które stabilizuje spadek napięcia, jego Uwork wynosi około 3,2 V, co mieści się w wartości wskazanej w tabeli.
Jak określić napięcie?
Najbardziej oczywistą metodą określania napięcia urządzenia półprzewodnikowego jest zastosowanie regulowanego zasilacza. Jeśli zasilacz jest regulowany od podstaw i jednocześnie możliwa jest kontrola prądu (a jeszcze lepiej - jego ograniczenie), to nic więcej nie jest potrzebne.
Niezbędny podłącz LED do źródła, ściśle przestrzegając biegunowość. Następnie musisz płynnie podnieść napięcie (do 3..3,5 V). Przy określonym napięciu dioda LED zacznie migać z pełną mocą. Ten poziom będzie w przybliżeniu odpowiadał prądowi roboczemu, który można odczytać na amperomierzu. Jeśli urządzenie nie ma wbudowanego amperomierza, bardzo pożądane jest kontrolowanie prądu za pomocą urządzenia zewnętrznego.
Ta metoda ma zastosowanie do urządzeń w zakresie optycznym. Blask diod UV i IR nie jest widoczny dla ludzkiego wzroku, ale w tym drugim przypadku diodę LED można obserwować przez kamerę smartfona. W ten sposób można śledzić pojawienie się promieniowania podczerwonego.
Ważny! Gdy napięcie rośnie, nie przekraczaj granicy 3..3,5 V! Jeśli dioda LED nie świeci w tych warunkach, urządzenie można podłączyć z odwrotną polaryzacją. Może się nie powieść z powodu przekroczenia limitu napięcia wstecznego.
Jeśli nie ma regulowanego źródła, można zastosować konwencjonalny zasilacz ze stałą mocą wyjściową, która jest oczywiście wyższa niż oczekiwane napięcie LED. Albo nawet bateria 9 V, ale w tym przypadku będzie można sprawdzić tylko diodę LED małej mocy.Rezystor musi być przylutowany szeregowo do elementu emitującego światło, aby prąd w obwodzie nie przekroczył górnej granicy. Jeżeli zakłada się, że dioda LED ma małą moc i działa przy prądzie nie większym niż 20 mA, to dla źródła o napięciu wyjściowym 12 V rezystor powinien wynosić około 500 omów. Jeśli użyjesz mocnej oprawy oświetleniowej (na przykład rozmiar 5730) o prądzie 150 mA (akumulator nie zawsze zapewni taki prąd), to rezystor powinien mieć około 10 omów. Konieczne jest podłączenie obwodu do stałego źródła napięcia, upewnienie się, że dioda LED świeci i zmierzenie spadku napięcia na nim.
Istnieją alternatywne sposoby, aby dowiedzieć się, ile obliczona woltowa dioda LED.
multimetr
W przypadku niektórych multimetrów napięcie przyłożone do zacisków w trybie testu diody jest wystarczająco wysokie, aby zapalić diodę LED. Takie urządzenie pomiarowe można wykorzystać do określenia napięcia roboczego diody LED, jednocześnie sprawdzając pinout elementu półprzewodnikowego. Jeśli złącze p-n jest prawidłowo podłączone, złącze zacznie świecić, a tester pokaże pewną rezystancję (w zależności od typu diody LED). Problem z tą metodą polega na tym, że do pomiaru rzeczywistej wartości roboczej U na pinach LED potrzebny jest drugi multimetr. I jeszcze jedna kwestia: napięcie pomiarowe multimetru prawdopodobnie nie wystarczy, aby doprowadzić diodę LED do aktualnego punktu pracy. Wizualnie jest to zauważalne przez niewystarczająco jasną poświatę, a dla pomiarów będzie to oznaczać, że dioda LED nie osiągnęła liniowej części CVC i rzeczywista wartość napięcia roboczego będzie wyższa.
Według wyglądu
Napięcie robocze można w przybliżeniu oszacować na podstawie wyglądu i koloru świecenia LED (czasami kolor można określić nawet bez zasilania urządzenia). Aby to zrobić, możesz skorzystać z powyższej tabeli. Nie da się jednak jednoznacznie określić napięcia na podstawie koloru świecenia diody LED. Często producenci zabarwiają mieszankę tak, aby kolor promieniowania złącza p-n był uformowany z kolorem soczewki i uzyskano nowy odcień. Ponadto, nawet w ramach tego samego koloru, istnieje rozpiętość parametrów (patrz tabela) dla diod LED różnych typów. Tak więc w przypadku białej diody LED różnica napięcia może osiągnąć ponad 50%.
Jak sprawdzić, na jaki prąd jest oceniana dioda LED?
Wszystko to dotyczy zwykłych diod LED, które działają bez dodatkowych wbudowanych elementów. Istniejące technologie pozwalają na osadzenie dodatkowych komponentów w obudowie urządzenia. Na przykład rezystory gaszące. W ten sposób uzyskuje się diody LED na wyższe napięcie - 5,12 lub 220 V. Wizualne określenie napięcia zapłonu takich urządzeń jest prawie niemożliwe.. Dlatego jest tylko jeden sposób.
Jeśli poprzednie metody nie zadziałały i jesteś pewien, że dioda LED działa, powinieneś spróbować przyłożyć do niej zwiększone napięcie. Najpierw 5 V, potem zwiększ napięcie do 12 V, jeśli nie ma rezultatu, możesz spróbować zwiększyć dalej, aż 220 V. Ale lepiej nie eksperymentować do takich wartości - to napięcie jest niebezpieczne dla ludzi. Dodatkowo w przypadku wystąpienia błędu można uzyskać zniszczenie obudowy LED. W takim przypadku może wystąpić niewielki trzask, stopienie izolacji przewodu, pożar itp.Obecnie technologia posunęła się daleko do przodu, a diody LED nie są tak drogie, aby narażać z tego powodu sprzęt i zdrowie.
Wzmocnij wiedzę dzięki filmom.
