LED-jännitteen yksityiskohdat - Kuinka tietää käyttövirta?
Usein korjaaja tai harrastaja saa käsiinsä ledin ilman teknisiä asiakirjoja. Puolijohdekomponenttien oikea käyttö edellyttää niiden ominaisuuksien tuntemusta, sillä muutoin valoa lähettävän elementin nopea vikaantuminen on väistämätöntä. Vaikka LEDien ohjaava parametri on virta, käyttöjännitteen tunteminen on tärkeää - jos se ylitetään, p-n-liitoksen käyttöikä ei kestä kauan.
Kuinka selvittää, mikä LED on lampussa?
Yksinkertaisin vaihtoehto on, jos lamppu on täysin toimiva. Tässä tapauksessa sinun tarvitsee vain mitata jännitehäviö minkä tahansa elementin yli. Jos yksi tai useampi elementti ei syty, kun virta kytketään (tai kaikki elementit), sinun on valittava toinen tapa.
Jos lamppu on rakennettu ohjainpiirin kanssa, lähtöjännite ilmoitetaan ohjaimessa ylä- ja alarajana. Tämä johtuu siitä, että ohjain vakauttaa virran. Tätä varten sen on muutettava jännitettä tietyissä rajoissa. Todellinen jännite on mitattava yleismittarilla ja varmistettava, että se on normaaleissa rajoissa. Määritä sitten visuaalisesti (piirilevyn raidoista) matriisin rinnakkaisten LED-ketjujen lukumäärä ja ketjun elementtien lukumäärä. Jännite kuljettajan on jaettava sarjaan kytkettyjen elementtien lukumäärällä. Jos jännitettä ei ole merkitty ohjaimeen, se voidaan mitata vain todellisen jännitteen perusteella.
Jos valaisin on rakennettu liitäntälaitteen vastuksella ja sen resistanssi tunnetaan (tai se voidaan mitata), LED-jännite voidaan määrittää laskemalla. Tätä varten sinun on tiedettävä käyttövirta. Tässä tapauksessa on tarpeen laskea:
- jännitehäviö vastuksen yli - Uresistori=Irab*Resistori;
- jännitehäviö LED-ketjussa - Uled=Uvirtalähde - Uresistori;
- Jaa Uled ketjun laitteiden lukumäärällä.
Jos Irab ei ole tiedossa, sen voidaan olettaa olevan 20-25 mA (vastuspiiriä käytetään pienitehoisissa lyhdyissä). Tarkkuus on hyväksyttävä käytännön tarkoituksiin.
Kuinka monta volttia on LEDin eteenpäin suuntautuva jännite?
Jos tutkit LEDin tavallista voltti-ampeeri-ominaisuutta, huomaat siinä useita ominaispisteitä:
- Pisteessä 1 p-n-liitos alkaa avautua. Sen läpi alkaa kulkea virta ja LED alkaa loistaa.
- Jännitteen kasvaessa virta saavuttaa toiminta-arvon (tässä tapauksessa 20 mA), ja kohdassa 2 jännite toimii LEDin kannalta, jolloin kirkkaudesta tulee optimaalinen.
- Kun jännite kasvaa edelleen, virta kasvaa ja saavuttaa suurimman sallitun arvonsa kohdassa 3. Tämän jälkeen se epäonnistuu nopeasti, ja CVC-käyrä kasvaa vain teoreettisesti (katkoviivoitettu osa).
On syytä huomata, että CVC on jyrkempi taivutuksen päätyttyä ja saavuttaessa lineaarisen osuuden, mikä johtaa kahteen seuraukseen:
- Virran kasvaessa (esim. kun ohjain pettää tai kun ei ole liitäntävastusta) jännite kasvaa heikosti, joten voidaan puhua vakiojännitteen pudotuksesta p-n-liitoksessa käyttövirrasta riippumatta (vakautusvaikutus);
- pienellä jännitteen kasvulla virta kasvaa nopeasti.
Tämän vuoksi kennon jännitettä ei ole mahdollista lisätä tuntuvasti käyttöjännitteeseen nähden.
Kuinka monta volttia LEDejä voidaan käyttää
LEDien parametrit riippuvat pääasiassa p-n-liitoksen materiaalista, vaikka jotkin ominaisuudet riippuvatkin suunnittelusta. Taulukossa on yhteenveto pienitehoisten elementtien käyttöjännitteen ja luminesenssin värin tyypillisistä arvoista 20 mA:ssa:
| Materiaali | Hehkuväri | Suora jännitealue, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | Infrapuna | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, GaP, AlInGaP | Punainen | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, GaP, AlInGaP | Oranssi | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, GaP, AlInGaP | Keltainen | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | Vihreä | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | Sininen | 3,2 – 4,5 |
| Fosfori | Valkoinen | 2,7 – 4,3 |
Suuritehoiset valaistusledit toimivat suurilla virroilla. Esimerkiksi suosittu LED 5730 -siru on suunniteltu jatkuvaan toimintaan 150 mA:n virralla. Mutta koska jyrkkä E-V-käyrä vakauttaa jännitehäviön, sen Urab on noin 3,2 V, joka on taulukossa esitetyn arvon sisällä.
Miten jännite löydetään
Ilmeisin tapa määrittää puolijohdekomponentin jännite on käyttää säädettävää virtalähdettä. Jos virtalähdettä säädetään nollasta ja virran säätö (tai vielä parempi, virran rajoittaminen) on mahdollista, mitään muuta ei tarvita.
On tarpeen kytke LED lähteeseen, tiukasti noudattaen napaisuus. Seuraavaksi jännitettä on nostettava varovasti (3...3,5 V:iin). Tietyssä jännitteessä LED vilkkuu täydellä teholla. Tämä taso vastaa suunnilleen käyttövirtaa, joka voidaan lukea ampeerimittarista. Jos laitteessa ei ole integroitua virtamittaria, on erittäin toivottavaa seurata virtaa ulkoisella mittarilla.
Tätä menetelmää voidaan soveltaa optisiin etäisyysmittareihin. UV- ja IR-LEDien hehku ei näy ihmissilmälle, mutta jälkimmäisessä tapauksessa LEDien syttymistä on mahdollista seurata älypuhelimen kameran avulla. Infrapunasäteilyn syntymistä voidaan seurata tällä menetelmällä.
Tärkeää! Älä ylitä 3...3,5 V:n jänniterajaa! Jos LED ei syty näissä olosuhteissa, laitteen napaisuus voi olla väärä. Se voi vikaantua käänteisjännitteen raja-arvon ylittymisen vuoksi.
Jos säänneltyä lähdettä ei ole saatavilla, voidaan käyttää tavallista virtalähdettä, jonka kiinteä ulostulo on tunnetusti suurempi kuin LEDin odotettu jännite. Tai jopa 9 V:n paristo, mutta vain pieni LED voidaan testata. Valoa säteilevän elementin kanssa on juotettava sarjaan vastus, jotta virtapiirin virta ei ylitä ylärajaa. Jos oletetaan, että LED on pienitehoinen ja toimii enintään 20 mA:n virralla, vastuksen tulisi olla noin 500 ohmia, kun lähteen lähtöjännite on 12 V. Jos käytetään suuritehoista valaisinta (esim. kokoa 5730), jonka virta on 150 mA (paristo ei aina tuota virtaa), vastuksen tulisi olla noin 10 ohmia. Kytke virtapiiri tasajännitelähteeseen, varmista, että LED syttyy, ja mittaa jännitehäviö sen yli.
On olemassa myös vaihtoehtoisia tapoja selvittää, kuinka moni Volttia, jolle LED on mitoitettu..
Yleismittarin käyttö
Joillakin yleismittareilla liittimiin dioditestitilassa syötetty jännite on riittävän korkea sytyttämään LEDin. Tällaista mittaria voidaan käyttää LEDin käyttöjännitteen määrittämiseen ja samalla tarkistaa puolijohdeelementin pinout. Jos p-n-liitos on kytketty oikein, p-n-liitos alkaa hehkua ja testeri näyttää jonkin verran vastusta (LED-tyypistä riippuen). Tämän menetelmän ongelmana on se, että tarvitset toisen yleismittarin mittaamaan todellisen U-arvon ledin nastoista. Ja vielä yksi seikka: yleismittarin mittausjännite ei todennäköisesti riitä saattamaan lediä sen nykyiseen toimintapisteeseen. Visuaalisesti tämä näkyy riittämättömän kirkkaana hehkuna, mutta mittaustarkoituksissa se tarkoittaa, että LED ei ole saavuttanut IAC:n lineaarista osaa ja todellinen käyttöjännite on korkeampi.
Ulkonäön mukaan
Käyttöjännite voidaan arvioida karkeasti ulkoisen ulkoasun ja ledien värin perusteella (joskus väri voidaan määrittää jopa ilman laitteen virran kytkemistä). Tähän tarkoitukseen voidaan käyttää yllä olevaa taulukkoa. Jännitettä ei kuitenkaan ole mahdollista määrittää yksiselitteisesti ledin hehkun värin perusteella. Usein valmistajat sävyttävät yhdisteen niin, että p-n-liitoksen emissioväri yhdistyy linssin väriin tuottaen uuden värisävyn. Lisäksi eri LED-tyypeillä on jopa saman värin sisällä vaihtelevia parametreja (ks. taulukko). Esimerkiksi valkoisen LEDin jännite-ero voi olla yli 50 %.
Kuinka saada selville, kuinka paljon virtaa LED on mitoitettu.
Kaikki edellä mainittu koskee tavanomaisia LED-valoja, jotka toimivat ilman sisäisiä lisäkomponentteja. Nykyinen tekniikka mahdollistaa lisäkomponenttien lisäämisen. Esimerkiksi vaimennusvastukset. Tällä tavoin valmistetaan korkeammille jännitteille - 5, 12 tai 220 V - tarkoitettuja LED-valoja. Tällaisten laitteiden sytytysjännitteen havaitseminen silmämääräisesti on lähes mahdotonta.. Siksi on vain yksi tapa edetä.
Jos edelliset menetelmät eivät ole onnistuneet ja olet varma, että LED on viallinen, kokeile syöttää siihen korkeampaa jännitettä. Ensin 5 V, lisää sitten jännite 12 V:iin, jos tulosta ei tule - voit yrittää lisätä sitä edelleen, jopa 12 V:iin asti. 220 В. On kuitenkin parempi olla kokeilematta tätä jännitettä, koska se on vaarallista ihmisille. Lisäksi virheen sattuessa voit tuhota ledin rungon. Tämä voi aiheuttaa pienen räjähdyksen, johdon eristeen sulamisen, tulipalon jne. Nykyään tekniikka on kehittynyt, eivätkä ledit ole enää niin kalliita, että laitteesi ja terveytesi vaarantuisi.
Vahvista tietojasi videolla.
