LED-pinge üksikasjad – kuidas teada saada töövoolu
Sageli remondimeeste või raadioamatööride käes langevad LED-id ilma tehnilise dokumentatsioonita. Pooljuhtseadmete õigeks kasutamiseks on vaja teada nende omadusi, vastasel juhul on valgust kiirgava elemendi kiire rike vältimatu. Kuigi LED-i juhtparameetriks on vool, on tööpinge teadmine oluline – selle ületamisel ei kesta p-n-siirde eluiga kaua.
Kuidas teada saada, milline LED lambis on
Lihtsaim viis on siis, kui lamp on täielikult töökorras. Sel juhul peate lihtsalt mõõtma mis tahes elemendi pingelangust. Kui üks või mitu elementi ei paista (või kõik), kui toide on sisse lülitatud, peate kasutama teist teed.
Kui lamp on ehitatud draiveriahelaga, on draiveri väljundpinge ülemise ja alumise piirina loetletud. Seda seetõttu, et juht stabiliseerib voolu. Selleks on vaja pinget teatud piirides muuta. Tegelikku pinget tuleb mõõta multimeetriga ja veenduda, et see on normaalne. Seejärel määrake visuaalselt (PCB radadel) LED-ide paralleelsete ahelate arv maatriksis ja elementide arv ahelas. Pinge juhist tuleks jagada järjestikku ühendatud elementide arvuga.Kui draiveri pinget pole märgitud, saate seda mõõta ainult fakti järgi.
Kui valgusti on ehitatud skeemi järgi liiteseadisega ja selle takistus on teada (või on võimalik seda mõõta), siis saab LED pinge määrata arvutuslikult. Selleks peate teadma töövoolu. Sel juhul on vaja arvutada:
- pingelang takistil - Uresistor=Irab*Rresistor;
- pingelangus LED-ahelal - Uled=Toiteallikas - Uresistor;
- jagage Uled ahelas olevate seadmete arvuga.
Kui Irab pole teada, võib seda võtta kui 20-25 mA (madala võimsusega laternate puhul kasutatakse takisti ahelat). Täpsus on praktilistel eesmärkidel vastuvõetav.
Mitu volti on LED-i päripinge
Kui uurite LED-i standardset volt-amprikarakteristikut, märkate sellel mitmeid iseloomulikke punkte:
- Punktis 1 hakkab p-n ristmik avanema. Läbi selle hakkab voolama vool ja LED hakkab helendama.
- Pinge kasvades saavutab vool tööväärtuse (antud juhul 20 mA) ja punktis 2 pinge töötab selle LED-i jaoks, helendav heledus muutub optimaalseks.
- Pinge edasisel suurenemisel vool kasvab ja saavutab maksimaalse lubatud väärtuse punktis 3. Pärast seda ebaõnnestub see kiiresti ja CVC kõver kasvab ainult teoreetiliselt (kriips).
Tuleb märkida, et pärast käände lõppu ja lineaarse lõiguni jõudmist on CVC järsem, mis toob kaasa kaks tagajärge:
- Voolutugevuse suurenemisel (näiteks draiveri rikke või liiteseadiseta takisti puudumisel) kasvab pinge nõrgalt, mistõttu saame rääkida pidevast pingelangust p-n-siirde juures, sõltumata töövoolust (stabiliseerimisefekt);
- väikese pinge tõusuga kasvab vool kiiresti.
Seetõttu ei ole võimalik elemendi pinget tööpinge suhtes märgatavalt tõsta.
Mitu volti LED-id on saadaval
Valgusdioodide parameetrid sõltuvad enamasti materjalist, millest p-n-siirde on valmistatud, kuigi mõned omadused sõltuvad siiski disainist. Tabelis on kokku võetud väikese võimsusega elementide tööpinge ja hõõguvärvi tüüpilised väärtused 20 mA juures:
| Materjal | Helendav värv | Alalispinge vahemik, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | Infrapuna | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Punane | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Oranž | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Kollane | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | Roheline | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | Sinine | 3,2 – 4,5 |
| Fosfor | Valge | 2,7 – 4,3 |
Suure võimsusega valgustus-LED-id töötavad suure vooluga. Näiteks populaarse LED 5730 kristall on mõeldud pikaajaliseks tööks 150 mA vooluga. Kuid pingelangust stabiliseeriva järsu E-V kõvera tõttu on selle Urab umbes 3,2 V, mis sobib tabelis näidatud väärtusega.
Kuidas pinget leida
Kõige ilmsem meetod pooljuhtseadme pinge määramiseks on reguleeritava toiteallika kasutamine. Kui toide on nullist reguleeritud ja voolu juhtimine (või veel parem, voolupiirang) on võimalik, siis polegi muud vaja.
Sa pead ühendage LED allikale, rangelt jälgides polaarsus. Siis tuleks sujuvalt pinget tõsta (kuni 3...3,5 V). Teatud pinge korral vilgub LED täisvõimsusel. See tase vastab ligikaudu töövoolule, mida saab lugeda ampermeetrilt. Kui instrumendil ei ole sisseehitatud ampermeetrit, on väga soovitav jälgida voolutugevust välise arvestiga.
See meetod on rakendatav optilise ulatusega seadmete jaoks. UV- ja IR-LED-de kuma inimsilm ei näe, kuid viimasel juhul saab LED-i süttimist vaadata läbi nutitelefoni kaamera. Nii saate jälgida infrapunakiirguse ilmumist.
Tähtis! Pinge tõstmisel ei tohi ületada 3...3,5 V piiri! Kui LED nendel tingimustel ei sütti, võib seadme polaarsus olla vale. See võib ebaõnnestuda pöördpinge piiri ületamise tõttu.
Kui reguleeritud allikat pole, võite võtta tavalise fikseeritud väljundiga toiteallika, mis on teadaolevalt kõrgem kui LED-i oodatav pinge. Või isegi 9-voldine aku, kuid sellisel juhul saate testida ainult väikese toite LED-i. Takisti tuleks joota valgust kiirgava elemendiga järjestikku nii, et voolutugevus ahelas ei ületaks ülemist piiri. Kui eeldada, et LED on väikese võimsusega ja töötab kuni 20 mA vooluga, siis 12 V väljundpingega allika puhul peaks takisti olema umbes 500 oomi. Kui kasutatakse suure võimsusega valgustusseadet (nt suurus 5730), mille vool on 150 mA (aku ei anna alati seda voolu), siis peaks takisti olema umbes 10 oomi. Vajalik on ühendada ahel alalispinge allikaga, veenduda, et LED süttib ja mõõta selle pingelangust.
On ka alternatiivseid viise, kuidas teada saada, kui palju Voltides, mille jaoks LED on ette nähtud..
Multimeetriga
Mõnes multimeetris on diooditestimise režiimis klemmidele rakendatav pinge piisavalt kõrge, et LED süttida. Sellise mõõturi abil saab määrata LED-i tööpinget, kontrollides samal ajal pooljuhtelemendi pinouti.Kui ühendate õigesti, hakkab p-n-ristmik helendama ja tester näitab teatud takistust (oleneb LED-i tüübist). Selle meetodi probleem seisneb selles, et LED-i tihvtide tegeliku U-väärtuse mõõtmiseks vajate teist multimeetrit. Ja veel üks punkt: tõenäoliselt ei piisa multimeetri mõõtepingest LED-i viimiseks praegusesse tööpunkti. Visuaalselt on see märgatav ebapiisavalt ereda kumaga ja mõõtmiste jaoks tähendab see, et LED ei jõudnud CVC lineaarsesse ossa ja tööpinge tegelik väärtus on suurem.
Välimuse järgi
Tööpinget saab ligikaudselt hinnata LED-ide välimuse ja värvi järgi (mõnikord saab värvi määrata ka ilma seadet toidet kasutamata). Selleks võite kasutada ülaltoodud tabelit. Kuid te ei saa pinget üheselt määrata LED-i sära värvi järgi. Sageli toonivad tootjad segu nii, et p-n-ristmiku emissioonivärv kujunes koos läätse värviga ja sai uue tooni. Lisaks on isegi ühe värvi sees erinevat tüüpi LED-ide jaoks parameetrite hajumine (vt tabel). Näiteks valge LED-i puhul võib pinge erinevus olla üle 50%.
Kuidas teada saada, milline on LED-i praegune võimsus
Kõik ülaltoodu kehtib tavaliste LED-ide kohta, mis töötavad ilma täiendavate sisseehitatud elementideta. Olemasolev tehnoloogia võimaldab seadme korpusesse ehitada lisakomponente. Näiteks kustutustakistid. Nii saate LEDid kõrgema pinge jaoks - 5, 12 või 220 V. Selliste seadmete süütepinge visuaalne määramine on peaaegu võimatu. Seetõttu on jäänud üks tee.
Kui eelmised meetodid ebaõnnestusid ja olete kindel, et LED on vigane, peaksite proovima rakendada sellele kõrgemat pinget.Esmalt 5 V, seejärel suurendage pinget 12 V-ni, kui tulemust pole - võite proovida veelgi suurendada, kuni 220 В. Kuid kuni selle pingeni on parem mitte katsetada, kuna see on inimeste tervisele ohtlik. Lisaks võite vea korral LED-i korpuse hävitada. See võib põhjustada väikese plahvatuse, sulanud juhtmeisolatsiooni, tulekahju jne. Tänapäeval on tehnoloogia edasi arenenud ja LED-id ei ole piisavalt kallid, et oma seadmeid ja tervist selle nimel riskida.
Kinnitame oma teadmisi video abil.
