Tensió LED en detall: com esbrinar el corrent de funcionament
Sovint, els LED cauen a les mans d'un reparador o d'un radioaficionat sense l'aplicació de documentació tècnica. Per a l'ús correcte dels dispositius semiconductors, cal conèixer les seves característiques, en cas contrari, la fallada primerenca de l'element emissor de llum és inevitable. Tot i que el paràmetre de control d'un LED és actual, és important conèixer la tensió de funcionament: si se supera, la vida útil de la unió p-n serà curta.
Com esbrinar quin LED hi ha a la làmpada
L'opció més senzilla és si el llum és totalment funcional. En aquest cas, només cal mesurar la caiguda de tensió a qualsevol dels elements. Si, quan s'aplica el poder, un o més elements no brillen (o tots), cal anar cap a l'altre costat.
Si la làmpada està construïda segons l'esquema amb un controlador, la tensió de sortida s'indica al controlador en forma de límits superior i inferior. Això es deu al fet que el conductor estabilitza el corrent. Per fer-ho, ha de canviar la tensió dins de certs límits.La tensió real s'haurà de mesurar amb un multímetre i assegurar-se que és normal. A continuació, visualment (al llarg de les pistes de la placa de circuit imprès) determineu el nombre de cadenes paral·leles de LED a la matriu i el nombre d'elements de la cadena. Voltatge conductors s'ha de dividir pel nombre d'elements connectats en sèrie. Si no s'indica la tensió del controlador, només es pot mesurar de fet.
Si la lluminària està construïda segons el circuit amb una resistència de balast i la seva resistència es coneix (o es pot mesurar), es pot determinar la tensió del LED mitjançant càlcul. Per fer-ho, cal conèixer el corrent de funcionament. En aquest cas, cal calcular:
- caiguda de tensió a través de la resistència - Uresistor \u003d Irab * Rresistor;
- caiguda de tensió a través de la cadena LED - Uled=Usupply - Uresistor;
- divideix Uled pel nombre de dispositius de la cadena.
Si no es coneix Iwork, es pot prendre igual a 20-25 mA (s'utilitza un circuit amb una resistència per a làmpades de baixa potència). La precisió serà acceptable a efectes pràctics.
Quants volts és la tensió directa del LED
Si estudieu la característica estàndard de tensió actual del LED, podeu observar-hi diversos punts característics:
- Al punt 1 p-n la transició comença a obrir-se. El corrent passa a través d'ell i el LED comença a brillar.
- A mesura que augmenta la tensió, el corrent assoleix el valor de treball (en aquest cas 20 mA), i al punt 2 la tensió funciona per a aquest LED, la brillantor de la brillantor esdevé òptima.
- Amb un augment més de tensió, el corrent augmenta, i en el punt 3 arriba al seu valor màxim permès. Després d'això, falla ràpidament i la corba CVC només creix teòricament (àrea discontínua).
Cal tenir en compte que després del final de la flexió i d'arribar a la secció lineal, la característica I–V té una gran inclinació, la qual cosa comporta dues conseqüències:
- quan augmenta el corrent (per exemple, si el controlador funciona malament o no hi ha resistència de balast), la tensió augmenta lleugerament, de manera que podem parlar d'una caiguda de tensió constant a través de la unió p-n, independentment del corrent de funcionament (efecte d'estabilització);
- Amb un petit augment de tensió, el corrent augmenta ràpidament.
Per tant, és impossible augmentar significativament la tensió de l'element en relació amb el de treball.
Quants volts són els LED
Els paràmetres dels LED depenen majoritàriament del material del qual està feta la unió p-n, encara que algunes de les característiques encara depenen del disseny. Els valors típics de la tensió de funcionament i el color de la resplendor per als elements de baixa potència a un corrent de 20 mA es resumeixen a la taula:
| Material | Color brillant | Interval de tensió directe, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | infrarojos | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Vermell | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | taronja | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | groc | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | verd | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | Blau | 3,2 – 4,5 |
| Fòsfor | Blanc | 2,7 – 4,3 |
Els potents LED d'il·luminació funcionen amb corrents elevats. Així, el cristall del popular LED 5730 està dissenyat per a un funcionament a llarg termini amb un corrent de 150 mA.Però a causa del CVC pronunciat que estabilitza la caiguda de tensió, el seu treball U és d'uns 3,2 V, que s'ajusta al valor indicat a la taula.
Com determinar la tensió
El mètode més obvi per determinar la tensió d'un dispositiu semiconductor és utilitzar una font d'alimentació regulada. Si la font d'alimentació es regula des de zero i, al mateix temps, és possible el control del corrent (i encara millor: la seva limitació), no cal res més.
Necessari connecteu el LED a la font, observant estrictament polaritat. A continuació, cal augmentar la tensió sense problemes (fins a 3..3.5 V). A una determinada tensió, el LED parpellejarà amb tota força. Aquest nivell correspondrà aproximadament al corrent de funcionament, que es pot llegir en un amperímetre. Si el dispositiu no té un amperímetre integrat, és molt desitjable controlar el corrent mitjançant un dispositiu extern.
Aquest mètode és aplicable a dispositius en el rang òptic. La brillantor dels LED UV i IR no és visible per a la visió humana, però en aquest últim cas, podeu veure com el LED s'encén a través de la càmera del telèfon intel·ligent. D'aquesta manera, es pot seguir l'aparició de la radiació infraroja.
Important! Quan la tensió puja, no supereu el límit de 3..3.5 V! Si el LED no s'il·lumina en aquestes condicions, és possible que el dispositiu estigui connectat en polaritat inversa. Pot fallar per sobrepassar el límit de tensió inversa.
Si no hi ha una font regulada, podeu agafar una font d'alimentació convencional amb una sortida fixa, que òbviament és superior a la tensió prevista del LED. O fins i tot una bateria de 9 V, però en aquest cas només es podrà comprovar un LED de baixa potència.S'ha de soldar una resistència en sèrie a l'element emissor de llum perquè el corrent al circuit no superi el límit superior. Si se suposa que el LED és de baixa potència i funciona a un corrent de no més de 20 mA, per a una font amb una tensió de sortida de 12 V, la resistència hauria de ser d'uns 500 ohms. Si utilitzeu un aparell d'il·luminació potent (per exemple, mida 5730) amb un corrent de 150 mA (la bateria no sempre proporcionarà aquest corrent), la resistència hauria de ser d'uns 10 ohms. Cal connectar el circuit a una font de tensió constant, assegurar-se que el LED s'il·lumina i mesurar la caiguda de tensió a través d'ell.
Hi ha maneres alternatives de saber quant LED calculat en volts.
multímetre
Amb alguns multímetres, la tensió aplicada als terminals en mode de prova de díodes és prou alta com per il·luminar el LED. Aquest dispositiu de mesura es pot utilitzar per determinar la tensió de funcionament del LED, alhora que es comprova el pinout de l'element semiconductor. Si la unió p-n està connectada correctament, la unió començarà a brillar i el provador mostrarà certa resistència (segons el tipus de LED). El problema d'aquest mètode és que es requereix un segon multímetre per mesurar el valor de treball U real als pins del LED. I un altre punt: és poc probable que la tensió de mesura del multímetre sigui suficient per portar el LED al punt de funcionament actual. Visualment, això es nota per la brillantor insuficient, i per a les mesures això significarà que el LED no ha arribat a la part lineal del CVC i el valor real de la tensió de funcionament serà més alt.
Per aparença
La tensió de funcionament es pot estimar aproximadament per l'aspecte i el color de la brillantor del LED (de vegades es pot determinar el color fins i tot sense alimentar el dispositiu). Per fer-ho, podeu utilitzar la taula anterior. Però és impossible determinar sense ambigüitats la tensió pel color de la brillantor del LED. Sovint, els fabricants tenyeixen el compost perquè el color de la radiació de la unió p-n es formi amb el color de la lent i s'obté una nova ombra. A més, fins i tot dins del mateix color, hi ha una gran varietat de paràmetres (vegeu taula) per a LEDs de diferents tipus. Així, per a un LED blanc, la diferència de tensió pot arribar a més del 50%.
Com esbrinar per a quin corrent està classificat un LED
Tot l'anterior s'aplica als LED normals que funcionen sense elements incorporats addicionals. Les tecnologies existents us permeten incrustar components addicionals a la carcassa del dispositiu. Per exemple, resistències d'extinció. Així s'obtenen els LED per a una tensió més alta: 5,12 o 220 V. És gairebé impossible determinar visualment la tensió d'encesa d'aquests dispositius.. Per tant, només hi ha una manera.
Si els mètodes anteriors no van funcionar i esteu segur que el LED funciona, hauríeu d'intentar aplicar-hi una tensió més gran. Primer, 5 V, després augmenta la tensió a 12 V, si no hi ha resultat, pots intentar augmentar encara més, fins a 220 V. Però és millor no experimentar fins a aquests valors: aquest voltatge és perillós per als humans. A més, en cas d'error, podeu obtenir la destrucció de la carcassa del LED. En aquest cas, es pot produir un petit esclat, la fusió de l'aïllament del cable, foc, etc.Actualment, la tecnologia ha avançat molt, i el LED no és tan car com per posar en risc l'equip i la salut a causa d'això.
Reforça els coneixements amb vídeos.
