Detail Tegangan LED - Cara Mengetahui Arus Operasi
Seringkali di tangan seorang tukang reparasi atau radio amatir jatuh LED tanpa penerapan dokumentasi teknis. Untuk penggunaan perangkat semikonduktor yang benar, perlu diketahui karakteristiknya, jika tidak, kegagalan elemen pemancar cahaya yang cepat tidak dapat dihindari. Meskipun parameter pengontrol untuk LED adalah arus, mengetahui tegangan operasi itu penting - jika terlampaui, umur sambungan p-n tidak akan bertahan lama.
Bagaimana cara mengetahui LED mana yang ada di lampu?
Cara termudah adalah jika lampu beroperasi penuh. Dalam hal ini Anda hanya perlu mengukur penurunan tegangan pada salah satu elemen. Jika satu atau lebih elemen tidak bersinar (atau semuanya) saat daya menyala, Anda harus menggunakan cara lain.
Jika lampu dibangun dengan sirkuit driver, driver memiliki tegangan output yang terdaftar sebagai batas atas dan bawah. Ini karena pengemudi menstabilkan arus. Untuk melakukan ini, perlu mengubah tegangan dalam batas-batas tertentu. Tegangan aktual harus diukur dengan multimeter dan pastikan tegangannya normal. Kemudian secara visual (pada trek PCB) tentukan jumlah rantai paralel LED dalam matriks dan jumlah elemen dalam rantai. Voltase dari pengemudi harus dibagi dengan jumlah elemen yang dihubungkan secara seri.Jika tegangan pada driver tidak ditandai, Anda hanya dapat mengukurnya berdasarkan fakta.
Jika luminer dibangun sesuai dengan skema dengan resistor pemberat dan resistansinya diketahui (atau dimungkinkan untuk mengukurnya), maka tegangan LED dapat ditentukan dengan perhitungan. Untuk ini, Anda perlu mengetahui arus operasi. Dalam hal ini perlu untuk menghitung:
- penurunan tegangan pada resistor - Uresistor=Irab*Rresistor;
- penurunan tegangan pada rantai LED - Uled=Penyediaan - Uresistor;
- membagi Uled dengan jumlah perangkat dalam rantai.
Jika Irab tidak diketahui, dapat diambil sebagai 20-25 mA (rangkaian resistor digunakan untuk lentera berdaya rendah). Akurasi akan dapat diterima untuk tujuan praktis.
Berapa volt tegangan maju LED
Jika Anda mempelajari karakteristik volt-ampere standar LED, Anda akan melihat beberapa poin karakteristik di atasnya:
- Pada titik 1, p-n junction mulai terbuka. Arus mulai mengalir melaluinya dan LED mulai menyala.
- Dengan meningkatnya tegangan arus mencapai nilai operasi (dalam hal ini 20 mA) dan pada titik 2 tegangan bekerja untuk LED ini, kecerahan cahaya menjadi optimal.
- Ketika tegangan meningkat lebih jauh, arus tumbuh dan mencapai nilai maksimum yang diijinkan pada titik 3. Setelah itu dengan cepat gagal, dan kurva CVC hanya tumbuh secara teoritis (bagian putus-putus).
Perlu dicatat bahwa setelah akhir infleksi dan mencapai bagian linier, CVC lebih curam, yang mengarah pada dua konsekuensi:
- Ketika arus meningkat (misalnya, jika driver gagal atau tidak ada resistor pemberat) tegangan tumbuh lemah, sehingga kita dapat berbicara tentang penurunan tegangan konstan di persimpangan p-n, terlepas dari arus operasi (efek stabilisasi);
- dengan sedikit peningkatan tegangan, arus tumbuh dengan cepat.
Oleh karena itu, tidak mungkin untuk secara nyata meningkatkan tegangan pada elemen relatif terhadap tegangan operasi.
Berapa banyak volt LED yang tersedia?
Parameter LED sebagian besar bergantung pada bahan yang membuat sambungan p-n, meskipun beberapa karakteristik masih bergantung pada desain. Nilai umum tegangan operasi dan warna cahaya untuk elemen berdaya rendah pada 20 mA dirangkum dalam tabel:
| Bahan | Warna bersinar | Rentang tegangan langsung, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | Inframerah | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Merah | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Oranye | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Kuning | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | Hijau | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | Biru | 3,2 – 4,5 |
| Fosfor | Putih | 2,7 – 4,3 |
LED penerangan daya tinggi beroperasi pada arus tinggi. Misalnya, kristal LED 5730 yang populer dirancang untuk operasi jangka panjang pada arus 150 mA. Tetapi karena kurva E-V curam yang menstabilkan penurunan tegangan, Urabnya sekitar 3,2 V, yang sesuai dengan nilai yang ditunjukkan pada tabel.
Bagaimana menemukan tegangan
Metode yang paling jelas untuk menentukan tegangan perangkat semikonduktor adalah dengan menggunakan catu daya yang dapat disesuaikan. Jika catu daya diatur dari nol dan kontrol arus (atau lebih baik lagi, pembatasan arus) dimungkinkan, maka tidak ada lagi yang diperlukan.
Kamu harus sambungkan LED ke sumbernya, dengan ketat mengamati polaritas. Maka Anda harus menaikkan tegangan dengan lancar (hingga 3...3,5 V). Pada tegangan tertentu LED akan berkedip dengan kekuatan penuh. Level ini kira-kira sesuai dengan arus operasi, yang dapat dibaca dari ammeter. Jika instrumen tidak memiliki ammeter built-in, sangat diinginkan untuk memantau arus dengan meter eksternal.
Metode ini berlaku untuk perangkat jangkauan optik. Cahaya LED UV dan IR tidak terlihat oleh mata manusia, tetapi dalam kasus terakhir Anda dapat melihat LED menyala melalui kamera smartphone. Dengan cara ini Anda dapat melacak kemunculan radiasi infra merah.
Penting! Jangan melebihi batas 3...3,5 V saat menaikkan tegangan! Jika LED tidak menyala dalam kondisi ini, polaritas perangkat mungkin salah. Ini mungkin gagal karena melebihi batas tegangan balik.
Jika tidak ada sumber yang diatur, Anda dapat menggunakan catu daya biasa dengan output tetap, yang diketahui lebih tinggi dari tegangan LED yang diharapkan. Atau bahkan baterai 9 volt, tetapi dalam hal ini Anda hanya dapat menguji LED daya kecil. Sebuah resistor harus disolder secara seri ke elemen pemancar cahaya sehingga arus dalam rangkaian tidak melebihi batas atas. Jika diasumsikan bahwa LED berdaya rendah dan bekerja dengan arus tidak lebih dari 20 mA, maka untuk sumber dengan tegangan keluaran 12 V resistor harus sekitar 500 ohm. Jika perangkat penerangan berdaya tinggi (misalnya ukuran 5730) dengan arus 150 mA digunakan (baterai tidak akan selalu menyediakan arus ini), maka resistor harus sekitar 10 ohm. Penting untuk menghubungkan rangkaian ke sumber tegangan DC, pastikan LED menyala dan ukur penurunan tegangan di atasnya.
Ada juga cara alternatif untuk mengetahui berapa banyak Volts LED dinilai..
Dengan multimeter
Dalam beberapa multimeter, tegangan yang diterapkan ke terminal dalam mode pengujian dioda cukup tinggi untuk menyalakan LED. Pengukur semacam itu dapat digunakan untuk menentukan tegangan operasi LED, sambil memeriksa pinout elemen semikonduktor.Jika terhubung dengan benar, p-n junction akan mulai menyala, dan tester akan menunjukkan beberapa hambatan (tergantung pada jenis LED). Masalah dengan metode ini adalah Anda memerlukan multimeter kedua untuk mengukur nilai U aktual pada pin LED. Dan poin lain: tegangan pengukuran multimeter tidak mungkin cukup untuk membawa LED ke titik operasi saat ini. Secara visual terlihat dengan cahaya yang tidak cukup terang, dan untuk pengukuran itu berarti bahwa LED tidak mencapai bagian linier dari CVC dan nilai sebenarnya dari tegangan operasi akan lebih tinggi.
Dengan penampilan
Tegangan operasi dapat diperkirakan secara kasar berdasarkan tampilan dan warna LED (terkadang warna dapat ditentukan bahkan tanpa menyalakan perangkat). Untuk melakukan ini, Anda dapat menggunakan tabel di atas. Tetapi Anda tidak dapat secara unik menentukan tegangan dengan warna cahaya LED. Seringkali produsen mewarnai senyawa sehingga warna emisi p-n junction terbentuk dengan warna lensa dan mendapat bayangan baru. Selain itu, bahkan dalam satu warna ada sebaran parameter (lihat tabel) untuk berbagai jenis LED. Misalnya, untuk LED putih perbedaan tegangan bisa lebih dari 50%.
Bagaimana cara mengetahui berapa kapasitas LED saat ini?
Semua hal di atas berlaku untuk LED konvensional, yang beroperasi tanpa elemen bawaan tambahan. Teknologi yang ada memungkinkan Anda untuk membangun komponen tambahan ke dalam bodi perangkat. Misalnya resistor quenching. Jadi Anda mendapatkan LED untuk tegangan yang lebih tinggi - 5, 12 atau 220 V. Secara visual menentukan tegangan pengapian perangkat semacam itu hampir tidak mungkin. Oleh karena itu, ada satu jalan tersisa.
Jika metode sebelumnya gagal dan Anda yakin bahwa LED rusak, Anda harus mencoba menerapkan tegangan yang lebih tinggi padanya.Pertama 5 V, kemudian naikkan tegangan menjadi 12 V, jika tidak ada hasil - Anda dapat mencoba meningkatkan lebih lanjut, hingga 220. Tetapi lebih baik tidak bereksperimen hingga tegangan ini, karena berbahaya bagi kesehatan manusia. Selain itu, jika terjadi kesalahan, Anda dapat merusak bodi LED. Hal ini dapat menyebabkan ledakan kecil, isolasi kawat meleleh, kebakaran, dll. Saat ini, teknologi telah maju dan LED tidak cukup mahal untuk mempertaruhkan peralatan dan kesehatan Anda untuk itu.
Mari kita konsolidasikan pengetahuan kita dengan bantuan video.
