Napätie LED podrobne - ako zistiť prevádzkový prúd
Často sa LED diódy dostanú do rúk opravárov alebo rádioamatérov bez použitia technickej dokumentácie. Pre správne používanie polovodičových súčiastok je potrebné poznať ich charakteristiky, inak je nevyhnutná skorá porucha svetelného prvku. Aj keď je riadiaci parameter pre LED aktuálny, je dôležité poznať prevádzkové napätie - ak je prekročené, životnosť p-n prechodu bude krátka.
Ako zistiť, ktorá LED je v lampe
Najjednoduchšou možnosťou je, ak je lampa plne funkčná. V tomto prípade stačí zmerať pokles napätia na ktoromkoľvek z prvkov. Ak po zapnutí napájania jeden alebo viac prvkov nesvieti (alebo všetky), musíte ísť opačným smerom.
Ak je svietidlo postavené podľa schémy s ovládačom, výstupné napätie je na ovládači uvedené vo forme horných a dolných limitov. Je to spôsobené tým, že vodič stabilizuje prúd. Aby to urobil, potrebuje zmeniť napätie v rámci určitých limitov.Skutočné napätie sa bude musieť merať pomocou multimetra a uistiť sa, že je normálne. Ďalej vizuálne (pozdĺž stôp dosky plošných spojov) určite počet paralelných reťazcov LED v matici a počet prvkov v reťazci. Napätie vodičov sa musí vydeliť počtom sériovo zapojených prvkov. Ak napätie na ovládači nie je uvedené, možno ho zmerať iba v skutočnosti.
Ak je svietidlo zostavené podľa obvodu s predradným odporom a jeho odpor je známy (alebo sa dá zmerať), potom je možné napätie LED určiť výpočtom. Aby ste to dosiahli, musíte poznať prevádzkový prúd. V tomto prípade musíte vypočítať:
- pokles napätia na rezistore - Urezistor \u003d Irab * Rrezistor;
- pokles napätia na reťazci LED – Uled=Usupply – Urezistor;
- rozdeliť Uled počtom zariadení v reťazci.
Ak Iwork nie je známy, môže sa rovnať 20 - 25 mA (pre žiarovky s nízkym výkonom sa používa obvod s odporom). Presnosť bude prijateľná pre praktické účely.
Koľko voltov je predné napätie LED
Ak študujete štandardnú charakteristiku prúdového napätia LED, môžete si na nej všimnúť niekoľko charakteristických bodov:
- V bode 1 p-n sa prechod začína otvárať. Preteká ním prúd a LED dióda začne svietiť.
- Keď sa napätie zvyšuje, prúd dosiahne pracovnú hodnotu (v tomto prípade 20 mA) a v bode 2 funguje napätie pre túto LED, jas žiary sa stáva optimálnym.
- S ďalším zvýšením napätia sa prúd zvyšuje a v bode 3 dosiahne svoju maximálnu prípustnú hodnotu. Potom rýchlo zlyhá a krivka CVC rastie len teoreticky (prerušovaná oblasť).
Treba poznamenať, že po ukončení inflexie a dosiahnutí lineárneho úseku má charakteristika I–V veľkú strmosť, čo vedie k dvom dôsledkom:
- pri zvýšení prúdu (napríklad pri poruche ovládača alebo chýba predradný odpor) napätie mierne stúpa, takže môžeme hovoriť o konštantnom poklese napätia na p-n prechode bez ohľadu na prevádzkový prúd (stabilizačný efekt);
- Pri malom zvýšení napätia sa prúd rýchlo zvyšuje.
Preto nie je možné výrazne zvýšiť napätie na prvku v porovnaní s pracovným.
Koľko voltov majú LED diódy
Parametre LED väčšinou závisia od materiálu, z ktorého je p-n prechod vyrobený, aj keď niektoré charakteristiky stále závisia od konštrukcie. Typické hodnoty prevádzkového napätia a farby žiaru pre prvky s nízkym výkonom pri prúde 20 mA sú zhrnuté v tabuľke:
| Materiál | Žiarivá farba | Dopredný rozsah napätia, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | Infračervené | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Červená | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Oranžová | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | žltá | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | zelená | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | Modrá | 3,2 – 4,5 |
| Fosfor | biely | 2,7 – 4,3 |
Výkonné osvetľovacie LED diódy pracujú pri vysokých prúdoch. Kryštál populárnej LED 5730 je teda určený na dlhodobú prevádzku pri prúde 150 mA.Ale kvôli strmému CVC, ktorý stabilizuje pokles napätia, je jeho Uwork asi 3,2 V, čo sa hodí do hodnoty uvedenej v tabuľke.
Ako určiť napätie
Najzrejmejšou metódou na určenie napätia polovodičového zariadenia je použitie regulovaného napájacieho zdroja. Ak je napájanie regulované od začiatku a súčasne je možná kontrola prúdu (a ešte lepšie - jeho obmedzenie), potom nie je potrebné nič iné.
Nevyhnutné pripojte LED k zdroju, prísne dodržiavať polarita. Ďalej musíte plynulo zvýšiť napätie (až do 3..3.5 V). Pri určitom napätí bude LED blikať naplno. Táto úroveň bude zhruba zodpovedať prevádzkovému prúdu, ktorý je možné odčítať na ampérmetri. Ak zariadenie nemá vstavaný ampérmeter, potom je veľmi žiaduce ovládať prúd pomocou externého zariadenia.
Táto metóda je použiteľná pre zariadenia v optickom rozsahu. Žiara UV a IR LED nie je viditeľná pre ľudské videnie, ale v druhom prípade môžete sledovať, ako sa LED dióda rozsvieti cez fotoaparát smartfónu. Týmto spôsobom je možné sledovať výskyt infračerveného žiarenia.
Dôležité! Pri zvyšovaní napätia neprekračujte hranicu 3..3.5 V! Ak sa za týchto podmienok LED nerozsvieti, zariadenie môže byť pripojené s obrátenou polaritou. Môže zlyhať v dôsledku prekročenia limitu spätného napätia.
Ak nie je regulovaný zdroj, môžete si vziať klasický napájací zdroj s pevným výstupom, ktorý je samozrejme vyšší ako očakávané napätie LED. Alebo dokonca 9 V batériu, ale v tomto prípade bude možné skontrolovať iba LED s nízkym výkonom.K prvku vyžarujúceho svetlo musí byť sériovo prispájkovaný odpor, aby prúd v obvode neprekročil hornú hranicu. Ak sa predpokladá, že LED je nízkoenergetická a pracuje s prúdom nie väčším ako 20 mA, potom pre zdroj s výstupným napätím 12 V by mal byť odpor asi 500 ohmov. Ak používate výkonné svietidlo (napríklad veľkosť 5730) s prúdom 150 mA (batéria nebude vždy poskytovať taký prúd), odpor by mal byť asi 10 ohmov. Je potrebné pripojiť obvod na zdroj konštantného napätia, uistite sa, že LED svieti a zmerajte pokles napätia na ňom.
Existujú alternatívne spôsoby, ako zistiť, koľko volt vypočítaná LED.
multimeter
Pri niektorých multimetroch je napätie privedené na svorky v režime testu diódy dostatočne vysoké na to, aby rozsvietilo LED. Takéto meracie zariadenie sa môže použiť na určenie prevádzkového napätia LED pri súčasnej kontrole pinu polovodičového prvku. Ak je p-n prechod správne pripojený, prechod začne svietiť a tester bude vykazovať určitý odpor (v závislosti od typu LED). Problém s touto metódou je, že na meranie skutočnej pracovnej hodnoty U na kolíkoch LED je potrebný druhý multimeter. A ďalší bod: meracie napätie multimetra pravdepodobne nebude stačiť na to, aby priviedlo LED do aktuálneho pracovného bodu. Vizuálne sa to prejaví nedostatočne jasnou žiarou a pre merania to bude znamenať, že LED nedosiahla lineárnu časť CVC a skutočná hodnota prevádzkového napätia bude vyššia.
Podľa vzhľadu
Prevádzkové napätie sa dá približne odhadnúť podľa vzhľadu a farby LED žiary (niekedy sa dá farba určiť aj bez napájania zariadenia). Ak to chcete urobiť, môžete použiť tabuľku vyššie. Ale nie je možné jednoznačne určiť napätie podľa farby LED žiary. Výrobcovia často tónujú zlúčeninu tak, aby sa farba žiarenia p-n prechodu vytvorila s farbou šošovky a získal sa nový odtieň. Okrem toho, dokonca aj v rámci rovnakej farby, existuje rozptyl parametrov (pozri tabuľku) pre LED rôznych typov. Takže pre bielu LED môže rozdiel napätia dosiahnuť viac ako 50%.
Ako zistiť, na aký prúd je LED dimenzovaná
Všetko vyššie uvedené platí pre bežné LED diódy, ktoré fungujú bez dodatočných vstavaných prvkov. Existujúce technológie umožňujú vložiť do puzdra zariadenia ďalšie komponenty. Napríklad zhášacie odpory. Takto sa získavajú LED diódy pre vyššie napätie - 5,12 alebo 220 V. Je takmer nemožné vizuálne určiť napätie zapaľovania takýchto zariadení.. Preto existuje len jedna cesta.
Ak predchádzajúce metódy nefungovali a ste si istí, že LED dióda funguje, mali by ste sa pokúsiť na ňu použiť zvýšené napätie. Najprv 5 V, potom zvýšte napätie na 12 V, ak nedôjde k výsledku, môžete skúsiť ďalšie zvýšenie až na 220 V. Ale je lepšie neexperimentovať až do takýchto hodnôt - toto napätie je pre ľudí nebezpečné. Okrem toho v prípade chyby môžete získať zničenie krytu LED. V tomto prípade môže dôjsť k malému prasknutiu, roztaveniu izolácie drôtu, požiaru atď.V súčasnosti technológia pokročila ďaleko dopredu a LED dióda nie je taká drahá, aby kvôli nej riskovala vybavenie a zdravie.
Upevnite si vedomosti pomocou videí.
