LED-spänning i detalj - hur man tar reda på driftsströmmen
Ofta faller lysdioder i händerna på en reparatör eller en radioamatör utan tillämpning av teknisk dokumentation. För korrekt användning av halvledarenheter är det nödvändigt att känna till deras egenskaper, annars är det tidiga felet i det ljusemitterande elementet oundvikligt. Även om kontrollparametern för en lysdiod är ström, är det viktigt att känna till driftsspänningen - om den överskrids kommer livslängden för p-n-övergången att bli kort.
Hur man tar reda på vilken lysdiod som finns i lampan
Det enklaste alternativet är om lampan är fullt fungerande. I det här fallet behöver du bara mäta spänningsfallet över något av elementen. Om ett eller flera element inte lyser (eller alla) när ström tillförs, måste du gå åt andra hållet.
Om lampan är byggd enligt schemat med en förare, indikeras utspänningen på föraren i form av övre och nedre gränser. Detta beror på att föraren stabiliserar strömmen. För att göra detta måste han ändra spänningen inom vissa gränser.Den faktiska spänningen måste mätas med en multimeter och se till att den är normal. Bestäm sedan visuellt (längs spåren av det tryckta kretskortet) antalet parallella kedjor av lysdioder i matrisen och antalet element i kedjan. Spänning förare måste delas med antalet seriekopplade element. Om spänningen på föraren inte indikeras, kan den bara mätas i själva verket.
Om armaturen är byggd enligt kretsen med ett förkopplingsmotstånd och dess resistans är känd (eller kan mätas), så kan LED-spänningen bestämmas genom beräkning. För att göra detta måste du känna till driftsströmmen. I det här fallet måste du beräkna:
- spänningsfall över motståndet - Uresistor \u003d Irab * Rresistor;
- spänningsfall över LED-kedjan – Uled=Usupply – Uresistor;
- dividera Uled med antalet enheter i kedjan.
Om Iwork är okänd kan det tas lika med 20-25 mA (en krets med ett motstånd används för lågeffektslampor). Noggrannheten kommer att vara acceptabel för praktiska ändamål.
Hur många volt är framspänningen för lysdioden
Om du studerar standardström-spänningskarakteristiken för lysdioden kan du märka flera karakteristiska punkter på den:
- Vid punkt 1 p-n börjar övergången att öppnas. Ström flyter genom den och lysdioden börjar lysa.
- När spänningen ökar når strömmen arbetsvärdet (i detta fall 20 mA), och vid punkt 2 fungerar spänningen för denna lysdiod, blir ljusstyrkan på glöden optimal.
- Med en ytterligare ökning av spänningen ökar strömmen och når vid punkt 3 sitt maximalt tillåtna värde. Efter det misslyckas det snabbt, och CVC-kurvan växer bara teoretiskt (streckad yta).
Det bör noteras att efter slutet av böjningen och nå den linjära sektionen har I–V-karakteristiken en stor branthet, vilket leder till två konsekvenser:
- när strömmen ökar (till exempel om föraren inte fungerar eller om det inte finns något ballastmotstånd), stiger spänningen något, så vi kan prata om ett konstant spänningsfall över p-n-övergången, oavsett driftsström (stabiliseringseffekt);
- Med en liten ökning av spänningen ökar strömmen snabbt.
Därför är det omöjligt att avsevärt öka spänningen på elementet i förhållande till den arbetande.
Hur många volt är lysdioder
Parametrarna för lysdioder beror mest på materialet från vilket p-n-övergången är gjord, även om några av egenskaperna fortfarande beror på designen. Typiska värden på driftspänningen och färgen på glöden för lågeffektelement vid en ström på 20 mA sammanfattas i tabellen:
| Material | Glow färg | Framspänningsområde, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | Infraröd | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Röd | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Orange | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Gul | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | Grön | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | Blå | 3,2 – 4,5 |
| Fosfor | Vit | 2,7 – 4,3 |
Kraftfulla lysdioder fungerar vid höga strömmar. Således är kristallen i den populära LED 5730 designad för långtidsdrift vid en ström på 150 mA.Men på grund av den branta CVC som stabiliserar spänningsfallet är dess Uwork cirka 3,2 V, vilket passar in i värdet som anges i tabellen.
Hur man bestämmer spänningen
Den mest uppenbara metoden för att bestämma spänningen hos en halvledarenhet är att använda en reglerad strömförsörjning. Om strömförsörjningen regleras från grunden och samtidigt strömkontroll är möjlig (och ännu bättre - dess begränsning), så behövs inget annat.
Nödvändig anslut LED till källan, strikt observerande polaritet. Därefter måste du smidigt höja spänningen (upp till 3..3.5 V). Vid en viss spänning kommer lysdioden att blinka med full kraft. Denna nivå kommer ungefär att motsvara driftsströmmen, som kan avläsas på en amperemeter. Om enheten inte har en inbyggd amperemeter, är det mycket önskvärt att styra strömmen med en extern enhet.
Denna metod är tillämplig på enheter inom det optiska området. Glödet från UV- och IR-lysdioder är inte synligt för människans syn, men i det senare fallet kan du se lysdioden slås på genom smarttelefonens kamera. På så sätt kan uppkomsten av infraröd strålning spåras.
Viktig! När spänningen stiger, överskrid inte gränsen på 3..3.5 V! Om lysdioden inte tänds under dessa förhållanden kan enheten anslutas i omvänd polaritet. Det kan misslyckas på grund av att den omvända spänningsgränsen överskrids.
Om det inte finns någon reglerad källa kan du ta en konventionell strömförsörjning med fast utgång, som uppenbarligen är högre än den förväntade LED-spänningen. Eller till och med ett 9 V-batteri, men i det här fallet kommer det att vara möjligt att kontrollera endast en LED med låg effekt.Ett motstånd måste lödas i serie till det ljusemitterande elementet så att strömmen i kretsen inte överstiger den övre gränsen. Om det antas att lysdioden har låg effekt och fungerar med en ström på högst 20 mA, bör motståndet för en källa med en utspänning på 12 V vara cirka 500 ohm. Om du använder en kraftfull belysningsarmatur (till exempel storlek 5730) med en ström på 150 mA (batteriet kommer inte alltid att ge en sådan ström), bör motståndet vara cirka 10 ohm. Det är nödvändigt att ansluta kretsen till en konstant spänningskälla, se till att lysdioden lyser och mät spänningsfallet över den.
Det finns alternativa sätt att ta reda på hur mycket voltberäknad LED.
multimeter
Med vissa multimetrar är spänningen som appliceras på terminalerna i diodtestläge tillräckligt hög för att lysa lysdioden. En sådan mätanordning kan användas för att bestämma driftspänningen för lysdioden, samtidigt som man kontrollerar halvledarelementets pinout. Om p-n-övergången är korrekt ansluten kommer korsningen att börja lysa, och testaren kommer att visa ett visst motstånd (beroende på typen av lysdiod). Problemet med denna metod är att en andra multimeter krävs för att mäta det faktiska U-arbetsvärdet vid LED-stiften. Och en annan punkt: multimeterns mätspänning är osannolikt tillräckligt för att föra lysdioden till den aktuella driftspunkten. Visuellt märks detta av den otillräckliga ljusa glöden, och för mätningar kommer detta att innebära att lysdioden inte har nått den linjära delen av CVC och det faktiska värdet på driftspänningen blir högre.
Efter utseende
Driftspänningen kan uppskattas ungefär genom utseendet och färgen på LED-glöden (ibland kan färgen bestämmas även utan att strömförsörja enheten). För att göra detta kan du använda tabellen ovan. Men det är omöjligt att entydigt bestämma spänningen genom färgen på LED-glöden. Ofta tonar tillverkare föreningen så att färgen på strålningen från p-n-övergången bildas med linsens färg och en ny nyans erhålls. Dessutom, även inom samma färg, finns det en spridning av parametrar (se tabell) för lysdioder av olika typer. Så för en vit lysdiod kan spänningsskillnaden nå mer än 50%.
Hur man tar reda på vilken ström en LED är klassad för
Allt ovanstående gäller för vanliga lysdioder som fungerar utan extra inbyggda element. Befintlig teknik gör att du kan bädda in ytterligare komponenter i enhetshöljet. Till exempel släckningsmotstånd. Så här erhålls lysdioder för en högre spänning - 5,12 eller 220 V. Det är nästan omöjligt att visuellt bestämma tändspänningen för sådana enheter.. Därför finns det bara ett sätt.
Om de tidigare metoderna inte fungerade och du är säker på att lysdioden fungerar, bör du försöka lägga på ökad spänning på den. Först 5 V, öka sedan spänningen till 12 V, om det inte blir något resultat kan du försöka öka ytterligare, upp till 220 V. Men det är bättre att inte experimentera upp till sådana värden - denna spänning är farlig för människor. Dessutom, i händelse av ett fel, kan du få förstörelsen av LED-huset. I det här fallet kan ett litet knall, smältning av trådisoleringen, brand, etc. inträffa.För närvarande har tekniken gått långt fram och lysdioden är inte så dyr att den riskerar utrustning och hälsa på grund av den.
Förstärk kunskapen med videor.
