Tensiunea LED-ului în detaliu - cum să aflați curentul de funcționare
Adesea, LED-urile cad în mâinile unui reparator sau a unui radioamator fără aplicarea documentației tehnice. Pentru utilizarea corectă a dispozitivelor semiconductoare, este necesar să se cunoască caracteristicile acestora, altfel defecțiunea timpurie a elementului emițător de lumină este inevitabilă. Deși parametrul de control pentru un LED este curent, cunoașterea tensiunii de funcționare este importantă - dacă aceasta este depășită, durata de viață a joncțiunii p-n va fi scurtă.
Cum să aflați ce LED este în lampă
Cea mai ușoară opțiune este dacă lampa este complet funcțională. În acest caz, trebuie doar să măsurați căderea de tensiune pe oricare dintre elemente. Dacă, atunci când este aplicată puterea, unul sau mai multe elemente nu strălucesc (sau toate), trebuie să mergi pe direcția inversă.
Dacă lampa este construită conform schemei cu un driver, atunci tensiunea de ieșire este indicată pe driver sub formă de limite superioare și inferioare. Acest lucru se datorează faptului că șoferul stabilizează curentul. Pentru a face acest lucru, el trebuie să schimbe tensiunea în anumite limite.Tensiunea reală va trebui măsurată cu un multimetru și asigurați-vă că este normală. Apoi, vizual (de-a lungul pistelor plăcii de circuit imprimat) determinați numărul de lanțuri paralele de LED-uri din matrice și numărul de elemente din lanț. Voltaj șoferii trebuie împărțit la numărul de elemente conectate în serie. Dacă tensiunea de pe driver nu este indicată, atunci poate fi măsurată doar de fapt.
Dacă corpul de iluminat este construit conform circuitului cu rezistor de balast și rezistența acestuia este cunoscută (sau poate fi măsurată), atunci tensiunea LED-ului poate fi determinată prin calcul. Pentru a face acest lucru, trebuie să cunoașteți curentul de funcționare. În acest caz, trebuie să calculați:
- cădere de tensiune pe rezistor - Uresistor \u003d Irab * Rrezistor;
- căderea de tensiune pe lanțul LED – Uled=Usupply – Uresistor;
- împărțiți Uled la numărul de dispozitive din lanț.
Dacă Iwork este necunoscut, acesta poate fi luat egal cu 20-25 mA (un circuit cu o rezistență este utilizat pentru lămpile cu putere redusă). Precizia va fi acceptabilă în scopuri practice.
Câți volți este tensiunea directă a LED-ului
Dacă studiați caracteristica standard curent-tensiune a LED-ului, puteți observa mai multe puncte caracteristice pe acesta:
- La punctul 1 p-n tranziția începe să se deschidă. Curentul trece prin el și LED-ul începe să lumineze.
- Pe măsură ce tensiunea crește, curentul atinge valoarea de lucru (în acest caz 20 mA), iar la punctul 2 tensiunea funcționează pentru acest LED, luminozitatea strălucirii devine optimă.
- Odată cu o creștere suplimentară a tensiunii, curentul crește, iar în punctul 3 atinge valoarea maximă admisă. După aceea, eșuează rapid, iar curba CVC crește doar teoretic (zonă întreruptă).
Trebuie remarcat faptul că, după terminarea inflexiunii și atingerea secțiunii liniare, caracteristica I–V are o abruptă mare, ceea ce duce la două consecințe:
- atunci când curentul crește (de exemplu, dacă driverul funcționează defectuos sau nu există rezistență de balast), tensiunea crește ușor, deci putem vorbi de o cădere constantă de tensiune pe joncțiunea p-n, indiferent de curentul de funcționare (efect de stabilizare);
- Cu o mică creștere a tensiunii, curentul crește rapid.
Prin urmare, este imposibil să creșteți semnificativ tensiunea pe element în raport cu cel de lucru.
Câți volți sunt LED-urile
Parametrii LED-urilor depind în mare parte de materialul din care este realizată joncțiunea p-n, deși unele dintre caracteristici depind încă de design. Valorile tipice ale tensiunii de funcționare și culoarea strălucirii pentru elementele de putere mică la un curent de 20 mA sunt rezumate în tabel:
| Material | Culoare strălucitoare | Gama de tensiune directă, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | Infraroşu | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | roșu | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Portocale | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Galben | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | Verde | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | Albastru | 3,2 – 4,5 |
| Fosfor | alb | 2,7 – 4,3 |
LED-urile de iluminare puternice funcționează la curenți mari. Astfel, cristalul popularului LED 5730 este proiectat pentru funcționare pe termen lung la un curent de 150 mA.Dar datorită CVC-ului abrupt care stabilizează căderea de tensiune, Uwork-ul său este de aproximativ 3,2 V, ceea ce se încadrează în valoarea indicată în tabel.
Cum se determină tensiunea
Cea mai evidentă metodă de determinare a tensiunii unui dispozitiv semiconductor este utilizarea unei surse de alimentare reglate. Dacă sursa de alimentare este reglată de la zero și, în același timp, este posibil controlul curentului (și chiar mai bine - limitarea sa), atunci nu este nevoie de nimic altceva.
Necesar conectați LED-ul la sursă, observând cu strictețe polaritate. În continuare, trebuie să creșteți fără probleme tensiunea (până la 3..3.5 V). La o anumită tensiune, LED-ul va clipi cu putere maximă. Acest nivel va corespunde aproximativ cu curentul de funcționare, care poate fi citit pe un ampermetru. Dacă dispozitivul nu are un ampermetru încorporat, atunci este foarte de dorit să controlați curentul folosind un dispozitiv extern.
Această metodă este aplicabilă dispozitivelor din domeniul optic. Strălucirea LED-urilor UV și IR nu este vizibilă pentru vederea umană, dar în acest din urmă caz, puteți urmări cum se aprinde LED-ul prin camera smartphone-ului. În acest fel, apariția radiațiilor infraroșii poate fi urmărită.
Important! Când tensiunea crește, nu depășiți limita de 3..3.5 V! Dacă LED-ul nu se aprinde în aceste condiții, dispozitivul poate fi conectat în polaritate inversă. Poate eșua din cauza depășirii limitei de tensiune inversă.
Dacă nu există o sursă reglementată, puteți lua o sursă de alimentare convențională cu o ieșire fixă, care este evident mai mare decât tensiunea LED așteptată. Sau chiar o baterie de 9 V, dar în acest caz se va putea verifica doar un LED de putere redusă.Un rezistor trebuie lipit în serie de elementul emițător de lumină, astfel încât curentul din circuit să nu depășească limita superioară. Dacă se presupune că LED-ul are o putere redusă și funcționează la un curent de cel mult 20 mA, atunci pentru o sursă cu o tensiune de ieșire de 12 V, rezistența ar trebui să fie de aproximativ 500 ohmi. Dacă utilizați un corp de iluminat puternic (de exemplu, dimensiunea 5730) cu un curent de 150 mA (bateria nu va furniza întotdeauna un astfel de curent), atunci rezistența ar trebui să fie de aproximativ 10 ohmi. Este necesar să conectați circuitul la o sursă de tensiune constantă, asigurați-vă că LED-ul se aprinde și măsurați căderea de tensiune pe el.
Există modalități alternative de a afla cât LED calculat în volți.
multimetrul
La unele multimetre, tensiunea aplicată la bornele în modul de testare a diodelor este suficient de mare pentru a aprinde LED-ul. Un astfel de dispozitiv de măsurare poate fi utilizat pentru a determina tensiunea de funcționare a LED-ului, verificând simultan pinout-ul elementului semiconductor. Dacă joncțiunea p-n este conectată corect, joncțiunea va începe să strălucească, iar testerul va arăta o oarecare rezistență (în funcție de tipul de LED). Problema cu această metodă este că este necesar un al doilea multimetru pentru a măsura valoarea reală de lucru U la pinii LED-ului. Și un alt punct: este puțin probabil ca tensiunea de măsurare a multimetrului să fie suficientă pentru a aduce LED-ul la punctul de funcționare curent. Vizual, acest lucru se observă prin strălucirea insuficient de strălucitoare, iar pentru măsurători acest lucru va însemna că LED-ul nu a atins partea liniară a CVC și valoarea reală a tensiunii de funcționare va fi mai mare.
După aparență
Tensiunea de funcționare poate fi estimată aproximativ după aspectul și culoarea strălucirii LED-ului (uneori culoarea poate fi determinată chiar și fără alimentarea dispozitivului). Pentru a face acest lucru, puteți folosi tabelul de mai sus. Dar este imposibil să determinați fără ambiguitate tensiunea prin culoarea strălucirii LED-ului. Adesea, producătorii colorează compusul astfel încât culoarea radiației joncțiunii p-n să se formeze cu culoarea lentilei și să se obțină o nouă nuanță. În plus, chiar și în cadrul aceleiași culori, există o gamă largă de parametri (vezi tabelul) pentru LED-uri de diferite tipuri. Deci, pentru un LED alb, diferența de tensiune poate ajunge la mai mult de 50%.
Cum să aflați pentru ce curent este evaluat un LED
Toate cele de mai sus se aplică LED-urilor obișnuite care funcționează fără elemente suplimentare încorporate. Tehnologiile existente vă permit să încorporați componente suplimentare în carcasa dispozitivului. De exemplu, rezistențe de stingere. Așa se obțin LED-urile pentru o tensiune mai mare - 5,12 sau 220 V. Este aproape imposibil să se determine vizual tensiunea de aprindere a unor astfel de dispozitive.. Prin urmare, există o singură cale.
Dacă metodele anterioare nu au funcționat și sunteți sigur că LED-ul funcționează, ar trebui să încercați să îi aplicați o tensiune crescută. Mai întâi, 5 V, apoi creșteți tensiunea la 12 V, dacă nu există niciun rezultat, puteți încerca să creșteți în continuare, până la 220 V. Dar este mai bine să nu experimentați până la astfel de valori - această tensiune este periculoasă pentru oameni. În plus, în cazul unei erori, puteți obține distrugerea carcasei LED. În acest caz, poate apărea un mic pop, topirea izolației firului, incendiu etc.În prezent, tehnologia a făcut un pas mult înainte, iar LED-ul nu este atât de scump încât să pună în pericol echipamentul și sănătatea din cauza acestuia.
Întăriți cunoștințele cu videoclipuri.
