A LED feszültség részletei - Hogyan ismerjük meg az üzemi áramot?
Gyakran előfordul, hogy egy szerelő vagy hobbiszerelő műszaki dokumentáció nélkül jut hozzá egy LED-hez. A félvezető eszközök helyes használatához ismerni kell azok jellemzőit, különben a fénykibocsátó elem gyors meghibásodása elkerülhetetlen. Bár a LED-ek vezérlő paramétere az áram, fontos az üzemi feszültség ismerete - ha azt túllépjük, a p-n-összeköttetés élettartama nem tart sokáig.
Hogyan állapítható meg, hogy melyik LED van a lámpában?
A legegyszerűbb megoldás, ha a lámpa teljesen működőképes. Ebben az esetben csak a feszültségesést kell megmérni bármelyik elemen. Ha egy vagy több elem nem gyullad ki a bekapcsoláskor (vagy az összes), akkor más megközelítést kell alkalmaznia.
Ha a lámpát meghajtó áramkörrel építették be, a kimeneti feszültséget a meghajtón felső és alsó határértékként jelzik. Ennek oka, hogy a meghajtó stabilizálja az áramot. Ehhez bizonyos határokon belül változtatnia kell a feszültséget. A tényleges feszültséget multiméterrel kell mérni, és meg kell győződni arról, hogy a normál határértékeken belül van. Ezután vizuálisan (a nyomtatott áramköri sávok alapján) határozza meg a mátrixban lévő párhuzamos LED-láncok számát és a láncban lévő elemek számát. Feszültség a járművezető osztani kell a sorba kapcsolt elemek számával. Ha a feszültség nincs jelölve a meghajtón, akkor csak a tényleges feszültséggel lehet mérni.
Ha a lámpatestet előtétellenállással építették be, és annak ellenállása ismert (vagy mérhető), a LED-feszültség számítással meghatározható. Ehhez ismernie kell az üzemi áramot. Ebben az esetben ki kell számítani:
- feszültségesés az ellenálláson - Uresistor=Irab*Rresistor;
- feszültségesés a LED-láncon - Uled=Upply - Uresistor;
- Ossza el az Uled értéket a láncban lévő eszközök számával.
Ha az Irab nem ismert, feltételezhető, hogy 20-25 mA (ellenállásos áramkört használnak kis teljesítményű lámpáknál). A pontosság gyakorlati szempontból elfogadható lesz.
Hány volt a LED előremenő feszültsége?
Ha tanulmányozza egy LED szabványos feszültség-amper karakterisztikáját, több jellegzetes pontot fog észrevenni rajta:
- Az 1. pontnál a p-n átmenet elkezd kinyílni. Áram kezd átfolyni rajta, és a LED világítani kezd.
- Ahogy a feszültség nő, az áram eléri a működési értéket (ebben az esetben 20 mA), és a 2. pontban a feszültség a LED számára működik, a fényerő optimális lesz.
- A feszültség további növekedésével az áram is növekszik, és a 3. pontban eléri a megengedett maximális értéket. Ezután gyorsan meghibásodik, és a CVC-görbe csak elméletileg növekszik (szaggatott szakasz).
Meg kell jegyezni, hogy az inflexió vége után és a lineáris szakasz elérésekor a CVC meredekebb, ami két következménnyel jár:
- Az áram növekedésével (pl. amikor a meghajtó meghibásodik vagy nincs előtétellenállás) a feszültség gyengén nő, így a p-n átmenetnél állandó feszültségesésről beszélhetünk, függetlenül az üzemi áramtól (stabilizációs hatás);
- kis feszültségnövekedés esetén az áram gyorsan növekszik.
Ezért nem lehetséges a cellán lévő feszültséget az üzemi feszültséghez képest észrevehetően megnövelni.
Hány voltos LED-ek használhatók
A LED-ek paraméterei leginkább a p-n átmenet anyagától függenek, bár néhány jellemző a kialakítástól is függ. A táblázatban a kis teljesítményű elemek működési feszültségének és lumineszcencia színének tipikus értékeit 20 mA-nél foglaljuk össze:
| Anyag | Glow szín | Közvetlen feszültségtartomány, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | Infravörös | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Red | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Narancs | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Sárga | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | Zöld | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | Kék | 3,2 – 4,5 |
| Foszfor | Fehér | 2,7 – 4,3 |
A nagy teljesítményű világító LED-ek nagy áramerősséggel működnek. A népszerű LED 5730 chipet például 150 mA-es áram mellett folyamatos működésre tervezték. De a meredek E-V görbe miatt, amely stabilizálja a feszültségesést, az Urab körülbelül 3,2 V, ami a táblázatban feltüntetett értéken belül van.
Hogyan találjuk meg a feszültséget
A legkézenfekvőbb módszer egy félvezető eszköz feszültségének meghatározására egy állítható tápegység használata. Ha a tápellátás nulláról szabályozható, és az áramszabályozás (vagy még jobb esetben az áramkorlátozás) lehetséges, akkor semmi másra nincs szükség.
Szükséges, hogy csatlakoztassa a LED-et a forráshoz, szigorúan betartva a polaritás. Ezután a feszültséget óvatosan meg kell emelni (3...3,5V-ig). Egy bizonyos feszültségnél a LED teljes erővel villogni fog. Ez a szint nagyjából megfelel az üzemi áramnak, amely az ampermérőn leolvasható. Ha a készülék nem rendelkezik beépített árammérővel, akkor nagyon kívánatos az áramot külső mérővel ellenőrizni.
Ez a módszer optikai távolságmérő műszerekhez alkalmazható. Az UV és IR LED-ek izzása emberi szemmel nem látható, de az utóbbi esetben a LED-ek bekapcsolása okostelefon kamerájával nyomon követhető. Az infravörös sugárzás megjelenése ezzel a módszerrel nyomon követhető.
Fontos! Ne lépje túl a 3...3,5 V-os feszültséghatárt! Ha a LED nem világít ilyen körülmények között, akkor a készülék polaritása helytelen lehet. A fordított feszültséghatár túllépése miatt meghibásodhat.
Ha nem rendelkezik szabályozott forrással, akkor használhat egy normál tápegységet, amelynek fix kimenete ismert, hogy magasabb, mint a LED várható feszültsége. Vagy akár egy 9 V-os elemmel, de csak egy kis LED-et lehet tesztelni. A fénykibocsátó elemhez sorba kell forrasztani egy ellenállást, hogy az áramkörben az áram ne haladja meg a felső határt. Ha feltételezzük, hogy a LED kis teljesítményű és legfeljebb 20 mA áramerősséggel működik, akkor egy 12 V-os kimeneti feszültségű forrás esetén az ellenállásnak körülbelül 500 ohmnak kell lennie. Ha egy nagy teljesítményű világítótestet (pl. 5730-as méret) használunk 150 mA-rel (az akkumulátor nem mindig biztosítja ezt az áramot), az ellenállásnak körülbelül 10 ohmnak kell lennie. Csatlakoztassa az áramkört egy egyenfeszültség-forráshoz, győződjön meg róla, hogy a LED világít, és mérje meg a rajta lévő feszültségesést.
Vannak alternatív módszerek is annak megállapítására, hogy mennyi A LED névleges feszültségét..
Multiméter használata
Egyes multimétereknél a diódateszt üzemmódban a csatlakozókra kapcsolt feszültség elég magas ahhoz, hogy meggyújtsa a LED-et. Egy ilyen mérőműszerrel meghatározható a LED működési feszültsége, miközben ellenőrizhető a félvezető elem pinoutja. Ha helyesen csatlakoztatjuk, a p-n-csomópont izzani kezd, és a tesztelő némi ellenállást fog mutatni (a LED típusától függően). Ezzel a módszerrel az a probléma, hogy egy második multiméterre lesz szükséged, hogy megmérhesd a tényleges U-értéket a LED csapjainál. És még egy pont: a multiméter mérési feszültsége valószínűleg nem elegendő ahhoz, hogy a LED-et a jelenlegi működési pontjára hozza. Vizuálisan ez egy nem elég fényes izzásból látszik, míg a mérés szempontjából azt jelenti, hogy a LED nem érte el az IAC lineáris részét, és a tényleges üzemi feszültség magasabb lesz.
Megjelenés szerint
Az üzemi feszültséget nagyjából meg lehet becsülni a külső megjelenés és a LED-ek színe alapján (néha a színt a készülék bekapcsolása nélkül is meg lehet határozni). Erre a célra a fenti táblázat használható. A LED fényének színéből azonban nem lehet egyértelműen meghatározni a feszültséget. Gyakran a gyártók úgy színezik a vegyületet, hogy a p-n átmenet emissziós színe a lencse színével kombinálva új színárnyalatot eredményezzen. Ezenkívül még ugyanazon a színen belül is eltérnek a paraméterek (lásd a táblázatot) a különböző LED-típusok esetében. Például egy fehér LED esetében a feszültségkülönbség több mint 50%-os lehet.
Hogyan lehet megtudni, hogy mekkora áramra van a LED névlegesen méretezve
A fentiek a hagyományos LED-ekre vonatkoznak, amelyek minden további belső alkatrész nélkül működnek. A meglévő technológia lehetővé teszi további összetevők beépítését. Például csillapító ellenállások. Így készülnek a nagyobb feszültségű - 5, 12 vagy 220 V-os - LED-ek. Az ilyen eszközök gyújtási feszültségének vizuális kimutatása szinte lehetetlen.. Ezért csak egy út van.
Ha az előző módszerek nem váltak be, és biztos benne, hogy a LED hibás, akkor próbáljon meg nagyobb feszültséget alkalmazni rá. Először 5 V, majd növelje a feszültséget 12 V-ra, ha nincs eredmény - megpróbálhatja tovább növelni a feszültséget, egészen a 220 В. Jobb azonban, ha nem kísérletezünk ezzel a feszültséggel, mivel veszélyes az emberekre. Ezenkívül hiba esetén tönkreteheti a LED házát. Ez kisebb robbanást, a vezetékszigetelés megolvadását, tüzet stb. okozhat. Napjainkban a technológia fejlődött, és a LED-ek már nem elég drágák ahhoz, hogy kockáztassa a berendezését és az egészségét.
Erősítse meg tudását egy videóval.
