LED-spenning i detalj - hvordan finne ut driftsstrømmen
Ofte faller lysdioder i hendene på en reparatør eller en radioamatør uten bruk av teknisk dokumentasjon. For riktig bruk av halvlederenheter er det nødvendig å kjenne deres egenskaper, ellers er tidlig svikt i det lysemitterende elementet uunngåelig. Selv om kontrollparameteren for en LED er strøm, er det viktig å vite driftsspenningen - hvis den overskrides, vil levetiden til p-n-krysset være kort.
Hvordan finne ut hvilken LED som er i lampen
Det enkleste alternativet er hvis lampen er fullt funksjonell. I dette tilfellet trenger du bare å måle spenningsfallet over noen av elementene. Hvis et eller flere elementer ikke skinner (eller alle) når strøm tilføres, må du gå den andre veien.
Hvis lampen er bygget i henhold til skjemaet med en driver, er utgangsspenningen angitt på driveren i form av øvre og nedre grenser. Dette skyldes at driveren stabiliserer strømmen. For å gjøre dette må han endre spenningen innenfor visse grenser.Den faktiske spenningen må måles med et multimeter og sørge for at den er normal. Deretter bestemmer du visuelt (langs sporene til det trykte kretskortet) antall parallelle kjeder av lysdioder i matrisen og antall elementer i kjeden. Spenning sjåfører må deles på antall seriekoblede elementer. Hvis spenningen på driveren ikke er indikert, kan den faktisk bare måles.
Hvis armaturen er bygget i henhold til kretsen med en ballastmotstand og dens motstand er kjent (eller kan måles), kan LED-spenningen bestemmes ved beregning. For å gjøre dette må du vite driftsstrømmen. I dette tilfellet må du beregne:
- spenningsfall over motstanden - Uresistor \u003d Irab * Rresistor;
- spenningsfall over LED-kjeden – Uled=Usupply – Uresistor;
- del Uled med antall enheter i kjeden.
Hvis Iwork er ukjent, kan det tas lik 20-25 mA (en krets med motstand brukes til laveffektlamper). Nøyaktigheten vil være akseptabel for praktiske formål.
Hvor mange volt er fremspenningen til LED-en
Hvis du studerer standard strømspenningskarakteristikk til LED, kan du legge merke til flere karakteristiske punkter på den:
- Ved punkt 1 p-n begynner overgangen å åpne seg. Strøm flyter gjennom den og LED-en begynner å lyse.
- Når spenningen øker, når strømmen arbeidsverdien (i dette tilfellet 20 mA), og ved punkt 2 fungerer spenningen for denne LED-en, blir lysstyrken på gløden optimal.
- Med en ytterligere økning i spenningen øker strømmen, og ved punkt 3 når sin maksimalt tillatte verdi. Etter det svikter det raskt, og CVC-kurven vokser bare teoretisk (stiplet område).
Det skal bemerkes at etter slutten av bøyningen og når den lineære seksjonen, har I–V-karakteristikken stor bratthet, noe som fører til to konsekvenser:
- når strømmen øker (for eksempel hvis driveren ikke fungerer eller det ikke er ballastmotstand), øker spenningen litt, så vi kan snakke om et konstant spenningsfall over p-n-krysset, uavhengig av driftsstrømmen (stabiliseringseffekt);
- Med en liten økning i spenningen øker strømmen raskt.
Derfor er det umulig å øke spenningen på elementet betydelig i forhold til den fungerende.
Hvor mange volt er LED
Parametrene til lysdioder avhenger stort sett av materialet som p-n-krysset er laget av, selv om noen av egenskapene fortsatt avhenger av designet. Typiske verdier for driftsspenningen og fargen på gløden for laveffektselementer ved en strøm på 20 mA er oppsummert i tabellen:
| Materiale | Glødende farge | Foroverspenningsområde, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | Infrarød | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | rød | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | oransje | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Gul | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | Grønn | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | Blå | 3,2 – 4,5 |
| Fosfor | Hvit | 2,7 – 4,3 |
Kraftige lysdioder fungerer ved høye strømmer. Dermed er krystallen til den populære LED 5730 designet for langsiktig drift ved en strøm på 150 mA.Men på grunn av den bratte CVC-en som stabiliserer spenningsfallet, er U-arbeidet omtrent 3,2 V, som passer inn i verdien som er angitt i tabellen.
Hvordan bestemme spenningen
Den mest åpenbare metoden for å bestemme spenningen til en halvlederenhet er å bruke en regulert strømforsyning. Hvis strømforsyningen er regulert fra bunnen av og samtidig strømstyring er mulig (og enda bedre - dens begrensning), er det ikke nødvendig med noe annet.
Nødvendig koble til LED til kilden, strengt observert polaritet. Deretter må du jevnt heve spenningen (opptil 3..3.5 V). Ved en viss spenning vil LED-en blinke med full kraft. Dette nivået vil omtrent tilsvare driftsstrømmen, som kan avleses på et amperemeter. Hvis enheten ikke har et innebygd amperemeter, er det svært ønskelig å kontrollere strømmen ved hjelp av en ekstern enhet.
Denne metoden kan brukes på enheter i det optiske området. Gløden til UV- og IR-lysdioder er ikke synlig for menneskelig syn, men i sistnevnte tilfelle kan du se lysdioden slå seg på gjennom smarttelefonens kamera. På denne måten kan utseendet til infrarød stråling spores.
Viktig! Når spenningen stiger, ikke overskrid grensen på 3..3.5 V! Hvis LED-en ikke lyser under disse forholdene, kan enheten kobles til i motsatt polaritet. Det kan mislykkes på grunn av overskridelse av reversspenningsgrensen.
Hvis det ikke er noen regulert kilde, kan du ta en konvensjonell strømforsyning med fast utgang, som åpenbart er høyere enn forventet LED-spenning. Eller til og med et 9 V-batteri, men i dette tilfellet vil det være mulig å sjekke bare en LED med lav effekt.En motstand må loddes i serie til det lysemitterende elementet slik at strømmen i kretsen ikke overskrider øvre grense. Hvis det antas at LED-en har lav effekt og fungerer med en strøm på ikke mer enn 20 mA, bør motstanden for en kilde med en utgangsspenning på 12 V være omtrent 500 ohm. Hvis du bruker en kraftig lysarmatur (for eksempel størrelse 5730) med en strøm på 150 mA (batteriet vil ikke alltid gi en slik strøm), bør motstanden være omtrent 10 ohm. Det er nødvendig å koble kretsen til en konstant spenningskilde, sørg for at LED-en lyser og mål spenningsfallet over den.
Det finnes alternative måter å finne ut hvor mye volt beregnet LED.
multimeter
Med noen multimetre er spenningen som påføres terminalene i diodetestmodus høy nok til å tenne LED-en. En slik måleenhet kan brukes til å bestemme driftsspenningen til LED-en, samtidig som man kontrollerer pinouten til halvlederelementet. Hvis p-n-krysset er riktig tilkoblet, vil krysset begynne å lyse, og testeren vil vise en viss motstand (avhengig av type LED). Problemet med denne metoden er at det kreves et ekstra multimeter for å måle den faktiske U-arbeidsverdien ved LED-pinnene. Og et annet poeng: målespenningen til multimeteret er neppe nok til å bringe LED-en til det nåværende driftspunktet. Visuelt merkes dette av den utilstrekkelig lyse gløden, og for målinger vil dette bety at LED-en ikke har nådd den lineære delen av CVC og den faktiske verdien av driftsspenningen vil være høyere.
Av utseende
Driftsspenningen kan tilnærmet estimeres av utseendet og fargen på LED-gløden (noen ganger kan fargen bestemmes selv uten å drive enheten). For å gjøre dette kan du bruke tabellen ovenfor. Men det er umulig å entydig bestemme spenningen etter fargen på LED-gløden. Ofte toner produsenter forbindelsen slik at fargen på strålingen til p-n-krysset dannes med fargen på linsen og en ny nyanse oppnås. I tillegg, selv innenfor samme farge, er det en spredning av parametere (se tabell) for lysdioder av forskjellige typer. Så for en hvit LED kan spenningsforskjellen nå mer enn 50%.
Hvordan finne ut hvilken strøm en LED er vurdert for
Alt det ovennevnte gjelder for vanlige lysdioder som fungerer uten ekstra innebygde elementer. Eksisterende teknologier lar deg bygge inn ekstra komponenter i enhetsdekselet. For eksempel slukkemotstander. Slik oppnås LED-er for en høyere spenning - 5,12 eller 220 V. Det er nesten umulig å visuelt bestemme tenningsspenningen til slike enheter.. Derfor er det bare én vei.
Hvis de forrige metodene ikke fungerte, og du er sikker på at LED-en fungerer, bør du prøve å bruke økt spenning på den. Først 5 V, så øk spenningen til 12 V, hvis det ikke er noe resultat kan du prøve å øke ytterligere, opp til 220 V. Men det er bedre å ikke eksperimentere opp til slike verdier - denne spenningen er farlig for mennesker. I tillegg, i tilfelle en feil, kan du få ødeleggelse av LED-huset. I dette tilfellet kan det oppstå et lite støt, smelting av ledningsisolasjonen, brann osv.For tiden har teknologien gått langt frem, og LED-en er ikke så dyr at den risikerer utstyr og helse på grunn av den.
Styrk kunnskap med videoer.
