LED-spænding i detaljer - hvordan man finder ud af driftsstrømmen
Ofte falder lysdioder i hænderne på en reparatør eller en radioamatør uden anvendelse af teknisk dokumentation. For korrekt brug af halvlederenheder er det nødvendigt at kende deres egenskaber, ellers er den tidlige fejl i det lysemitterende element uundgåelig. Selvom kontrolparameteren for en LED er strøm, er det vigtigt at kende driftsspændingen - hvis den overskrides, vil levetiden for p-n-forbindelsen være kort.
Sådan finder du ud af, hvilken LED der er i lampen
Den nemmeste mulighed er, hvis lampen er fuldt funktionsdygtig. I dette tilfælde skal du blot måle spændingsfaldet over et hvilket som helst af elementerne. Hvis et eller flere elementer ikke skinner (eller alle), når der tilføres strøm, skal du gå den anden vej.
Hvis lampen er bygget i henhold til skemaet med en driver, er udgangsspændingen angivet på driveren i form af øvre og nedre grænser. Dette skyldes, at driveren stabiliserer strømmen. For at gøre dette skal han ændre spændingen inden for visse grænser.Den faktiske spænding skal måles med et multimeter og sikre, at den er normal. Dernæst skal du visuelt (langs sporene på det trykte kredsløb) bestemme antallet af parallelle kæder af LED'er i matrixen og antallet af elementer i kæden. Spænding chauffører skal divideres med antallet af serieforbundne elementer. Hvis spændingen på driveren ikke er angivet, kan den kun måles i virkeligheden.
Hvis armaturet er bygget i henhold til kredsløbet med en forkoblingsmodstand, og dets modstand er kendt (eller kan måles), så kan LED-spændingen bestemmes ved beregning. For at gøre dette skal du kende driftsstrømmen. I dette tilfælde skal du beregne:
- spændingsfald over modstanden - Uresistor \u003d Irab * Rresistor;
- spændingsfald over LED-kæden – Uled=Usupply – Uresistor;
- divider Uled med antallet af enheder i kæden.
Hvis Iwork er ukendt, kan det tages lig med 20-25 mA (et kredsløb med en modstand bruges til laveffektlamper). Nøjagtigheden vil være acceptabel til praktiske formål.
Hvor mange volt er LED'ens fremadspænding
Hvis du studerer LED'ens standardstrømspændingskarakteristik, kan du bemærke flere karakteristiske punkter på den:
- Ved punkt 1 p-n begynder overgangen at åbne sig. Strøm løber gennem den, og LED'en begynder at lyse.
- Efterhånden som spændingen stiger, når strømmen arbejdsværdien (i dette tilfælde 20 mA), og ved punkt 2 virker spændingen for denne LED, lysstyrken af gløden bliver optimal.
- Med en yderligere stigning i spændingen stiger strømmen, og ved punkt 3 når sin maksimalt tilladte værdi. Herefter svigter det hurtigt, og CVC-kurven vokser kun teoretisk (stiplet areal).
Det skal bemærkes, at efter slutningen af bøjningen og når den lineære sektion har I–V-karakteristikken en stor stejlhed, hvilket fører til to konsekvenser:
- når strømmen stiger (for eksempel hvis driveren fejler, eller der ikke er nogen ballastmodstand), stiger spændingen lidt, så vi kan tale om et konstant spændingsfald over p-n-krydset, uanset driftsstrømmen (stabiliseringseffekt);
- Med en lille stigning i spændingen stiger strømmen hurtigt.
Derfor er det umuligt at øge spændingen på elementet væsentligt i forhold til den arbejdende.
Hvor mange volt er LED'er
Parametrene for LED'er afhænger for det meste af materialet, hvorfra p-n-krydset er lavet, selvom nogle af egenskaberne stadig afhænger af designet. Typiske værdier for driftsspændingen og farven på gløden for laveffektelementer ved en strøm på 20 mA er opsummeret i tabellen:
| Materiale | Glød farve | Fremadspændingsområde, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | Infrarød | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Rød | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | orange | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Gul | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | Grøn | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | Blå | 3,2 – 4,5 |
| Fosfor | hvid | 2,7 – 4,3 |
Kraftige lysdioder fungerer ved høje strømme. Krystallen af den populære LED 5730 er således designet til langtidsdrift ved en strøm på 150 mA.Men på grund af den stejle CVC, der stabiliserer spændingsfaldet, er dens Uwork omkring 3,2 V, hvilket passer ind i den værdi, der er angivet i tabellen.
Sådan bestemmes spændingen
Den mest oplagte metode til at bestemme spændingen af en halvlederenhed er at bruge en reguleret strømforsyning. Hvis strømforsyningen reguleres fra bunden og samtidig strømstyring er mulig (og endnu bedre - dens begrænsning), så er der ikke behov for andet.
Nødvendig tilslutte LED til kilden, nøje observerende polaritet. Dernæst skal du jævnt hæve spændingen (op til 3..3.5 V). Ved en bestemt spænding vil LED'en blinke med fuld kraft. Dette niveau vil nogenlunde svare til driftsstrømmen, som kan aflæses på et amperemeter. Hvis enheden ikke har et indbygget amperemeter, er det meget ønskeligt at styre strømmen ved hjælp af en ekstern enhed.
Denne metode er anvendelig til enheder i det optiske område. Gløden fra UV- og IR-LED'er er ikke synlig for menneskers syn, men i sidstnævnte tilfælde kan du se LED'en tænde gennem smartphonens kamera. På denne måde kan forekomsten af infrarød stråling spores.
Vigtig! Når spændingen stiger, overskrid ikke grænsen på 3..3.5 V! Hvis LED'en ikke lyser under disse forhold, kan enheden tilsluttes i omvendt polaritet. Det kan mislykkes på grund af overskridelse af grænsen for omvendt spænding.
Hvis der ikke er en reguleret kilde, kan du tage en konventionel strømforsyning med en fast udgang, som naturligvis er højere end den forventede LED-spænding. Eller endda et 9 V batteri, men i dette tilfælde vil det kun være muligt at kontrollere en laveffekt LED.En modstand skal loddes i serie til det lysemitterende element, så strømmen i kredsløbet ikke overstiger den øvre grænse. Hvis det antages, at LED'en er laveffekt og fungerer ved en strøm på ikke mere end 20 mA, skal modstanden for en kilde med en udgangsspænding på 12 V være omkring 500 ohm. Hvis du bruger en kraftig lysarmatur (for eksempel størrelse 5730) med en strøm på 150 mA (batteriet vil ikke altid give en sådan strøm), så skal modstanden være omkring 10 ohm. Det er nødvendigt at forbinde kredsløbet til en konstant spændingskilde, sørg for at LED'en lyser og mål spændingsfaldet over det.
Der er alternative måder at finde ud af hvor meget volt beregnet LED.
multimeter
Med nogle multimetre er spændingen, der påføres terminalerne i diodetesttilstand, høj nok til at tænde LED'en. En sådan måleanordning kan bruges til at bestemme LED'ens driftsspænding, samtidig med at halvlederelementets pinout kontrolleres. Hvis p-n krydset er tilsluttet korrekt, vil krydset begynde at lyse, og testeren vil vise en vis modstand (afhængigt af typen af LED). Problemet med denne metode er, at der kræves et andet multimeter for at måle den faktiske U-arbejdsværdi ved LED-benene. Og et andet punkt: multimeterets målespænding er usandsynligt nok til at bringe LED'en til det aktuelle driftspunkt. Visuelt er dette mærkbart ved den utilstrækkelige lyse glød, og for målinger vil det betyde, at LED'en ikke har nået den lineære del af CVC'en, og den faktiske værdi af driftsspændingen vil være højere.
Af udseende
Driftsspændingen kan tilnærmelsesvis estimeres ud fra udseendet og farven på LED-gløden (nogle gange kan farven bestemmes selv uden at forsyne enheden med strøm). For at gøre dette kan du bruge tabellen ovenfor. Men det er umuligt entydigt at bestemme spændingen ved farven på LED-gløden. Ofte toner fabrikanter forbindelsen, så farven på strålingen fra p-n-forbindelsen dannes med linsens farve, og en ny skygge opnås. Derudover er der, selv inden for samme farve, en spredning af parametre (se tabel) for lysdioder af forskellige typer. Så for en hvid LED kan spændingsforskellen nå mere end 50%.
Sådan finder du ud af, hvilken strøm en LED er klassificeret til
Alt ovenstående gælder for almindelige lysdioder, der fungerer uden yderligere indbyggede elementer. Eksisterende teknologier giver dig mulighed for at integrere yderligere komponenter i enhedens kabinet. For eksempel slukningsmodstande. Sådan opnås LED'er for en højere spænding - 5,12 eller 220 V. Det er næsten umuligt visuelt at bestemme tændspændingen af sådanne enheder.. Derfor er der kun én vej.
Hvis de tidligere metoder ikke virkede, og du er sikker på, at LED'en virker, skal du prøve at anvende øget spænding på den. Først 5 V, øg derefter spændingen til 12 V, hvis der ikke er noget resultat, kan du forsøge at øge yderligere, op til 220 V. Men det er bedre ikke at eksperimentere op til sådanne værdier - denne spænding er farlig for mennesker. Derudover kan du i tilfælde af fejl få ødelæggelsen af LED-huset. I dette tilfælde kan der opstå et lille knald, smeltning af ledningsisoleringen, brand osv.På nuværende tidspunkt er teknologien gået langt frem, og LED'en er ikke så dyr, at den risikerer udstyr og sundhed på grund af det.
Styrk viden med videoer.
