LED 電圧の詳細 - 動作電流を知る方法
多くの場合、技術文書を適用せずに、修理工または無線アマチュアの落下 LED の手に渡ります。半導体デバイスを正しく使用するためには、その特性を知る必要があります。そうしないと、発光素子の急速な故障は避けられません。 LED の制御パラメータは電流ですが、動作電圧を知ることは重要です。それを超えると、pn ジャンクションの寿命が短くなります。
どのLEDがランプにあるかを知る方法
最も簡単な方法は、ランプが完全に動作している場合です。この場合、任意の要素の電圧降下を測定するだけです。電源がオンのときに 1 つまたは複数の要素 (またはすべて) が光らない場合は、別の方法を使用する必要があります。
ランプにドライバ回路が組み込まれている場合、ドライバには出力電圧が上限と下限としてリストされています。これは、ドライバが電流を安定させるためです。これを行うには、特定の制限内で電圧を変更する必要があります。実際の電圧はマルチメーターで測定し、正常であることを確認する必要があります。次に、視覚的に (PCB トラック上で) マトリックス内の LED の並列チェーンの数とチェーン内の要素の数を決定します。電圧 運転手の 直列に接続された要素の数で割る必要があります。ドライバーの電圧がマークされていない場合は、実際に測定することしかできません。
照明器具がバラスト抵抗を使用したスキームに従って構築され、その抵抗が既知である（または測定可能である）場合、LED電圧は計算によって決定できます。このためには、動作電流を知る必要があります。この場合、次の計算が必要です。
- 抵抗の電圧降下 - Uresistor=Irab*Rresistor;
- LED チェーンの電圧降下 - Uled=Upply - Uresistor;
- Uled をチェーン内のデバイスの数で割ります。
Irab が不明な場合は、20 ～ 25 mA と見なすことができます (低電力ランタンには抵抗回路が使用されます)。実用上は許容できる精度です。
LEDの順方向電圧は何ボルトですか
LED の標準的な電圧-アンペア特性を調べると、いくつかの特徴的な点に気付くでしょう。
- ポイント 1 で、pn ジャンクションが開き始めます。電流が流れ始め、LED が光り始めます。
- 電圧が増加すると、電流は動作値 (この場合は 20 mA) に達し、ポイント 2 で電圧がこの LED に作用し、グローの明るさが最適になります。
- 電圧がさらに増加すると、電流が増加し、ポイント 3 で最大許容値に達します。その後すぐに電流が流れなくなり、CVC 曲線は理論上のみ増加します (破線部分)。
屈曲が終了して線形セクションに到達した後、CVC はより急になり、2 つの結果が生じることに注意してください。
- 電流が増加すると (たとえば、ドライバが故障したり、バラスト抵抗がない場合)、電圧は弱く増加するため、動作電流に関係なく、pn 接合で一定の電圧降下について話すことができます (安定化効果)。
- 電圧がわずかに増加すると、電流は急速に増加します。
したがって、動作電圧に対して要素の電圧を著しく増加させることは不可能です。
何ボルトのLEDが利用可能ですか
LED のパラメータは主に pn ジャンクションの材料に依存しますが、一部の特性は設計に依存します。 20 mA での低電力素子の動作電圧とグロー色の標準値を表にまとめます。
| 素材 | グローカラー | 直流電圧範囲、V |
|---|---|---|
| GaAs、GaAlAs | 赤外線 | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP、GaP、AlInGaP | 赤 | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP、GaP、AlInGaP | オレンジ | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP、GaP、AlInGaP | 黄色 | 1,7 – 2,5 |
| GaP、InGaN | 緑 | 1,7 – 4 |
| ZnSe、InGaN | 青い | 3,2 – 4,5 |
| 蛍光体 | 白 | 2,7 – 4,3 |
高出力照明 LED は高電流で動作します。たとえば、人気のあるLED 5730のクリスタルは、150 mAの電流で長期間動作するように設計されています。しかし、電圧降下を安定させる急峻な E-V カーブのために、その Uab は約 3.2 V であり、表に示されている値に適合します。
電圧の求め方
半導体デバイスの電圧を決定する最も明白な方法は、調整可能な電源を使用することです。電源がゼロから安定化され、電流制御 (さらに良いことに、電流制限) が可能であれば、他に何も必要ありません。
必ず LEDを接続する ソースに、厳密に観察する 極性.次に、電圧をスムーズに上げます (最大 3...3.5 V)。特定の電圧で、LED はフルパワーで点滅します。このレベルは、電流計から読み取ることができる動作電流にほぼ対応します。機器に電流計が内蔵されていない場合は、外部メーターで電流を監視することを強くお勧めします。
この方法は、光レンジ デバイスに適用できます。 UV および IR LED の輝きは人間の目には見えませんが、後者の場合、LED がオンになるのをスマートフォンのカメラで見ることができます。このようにして、赤外線放射の出現を追跡できます。
重要！電圧を上げるときは、3...3.5 V の制限を超えないようにしてください。これらの状態で LED が点灯しない場合は、デバイスの極性が間違っている可能性があります。逆電圧制限を超えて故障する場合があります。
調整された電源がない場合は、LED の予想電圧よりも高いことが知られている固定出力の通常の電源を使用できます。または 9 ボルトのバッテリーでも構いませんが、この場合は小さな電力の LED しかテストできません。回路内の電流が上限を超えないように、抵抗を発光素子に直列にはんだ付けする必要があります。 LED が低電力で、20 mA 以下の電流で動作すると想定される場合、出力電圧が 12 V のソースの場合、抵抗は約 500 オームである必要があります。電流が 150 mA の高出力照明装置 (5730 サイズなど) を使用する場合 (バッテリーが常にこの電流を供給するとは限りません)、抵抗器は約 10 オームである必要があります。回路を DC 電圧源に接続し、LED が点灯していることを確認し、電圧降下を測定する必要があります。
数を調べる別の方法もあります LED の定格電圧。.
マルチメーター付き
一部のマルチメータでは、ダイオード テスト モードで端子に印加される電圧は、LED を点灯させるのに十分な高さです。このようなメーターは、半導体素子のピン配列をチェックしながら、LEDの動作電圧を決定するために使用できます。正しく接続されると、pn ジャンクションが光り始め、テスターに抵抗が表示されます (LED の種類によって異なります)。この方法の問題点は、LED のピンで実際の U 値を測定するために 2 つ目のマルチメーターが必要になることです。そしてもう1つのポイント：マルチメータの測定電圧は、LEDを現在の動作点にするのに十分である可能性は低いです。視覚的には十分に明るくないことで目立ちます。測定では、LED が CVC の線形部分に達していないことを意味し、動作電圧の実際の値は高くなります。
見た目で
動作電圧は、LED の外観と色によって大まかに見積もることができます (デバイスに電力を供給しなくても、色を判断できる場合があります)。これを行うには、上の表を使用できます。ただし、LED グローの色によって電圧を一意に決定することはできません。多くの場合、メーカーは化合物に色を付けて、pn接合の発光色がレンズの色で形成され、新しい色合いになるようにします。さらに、単一の色内でも、さまざまなタイプの LED のパラメーターが分散しています (表を参照)。たとえば、白色 LED の場合、電圧の差は 50% を超えることがあります。
LEDの電流容量を知る方法
上記のすべては、追加の組み込み要素なしで動作する従来のLEDに適用されます。既存のテクノロジーを使用すると、デバイスの本体に追加のコンポーネントを組み込むことができます。たとえば、クエンチング抵抗。したがって、5、12、または 220 V の高電圧用の LED が得られます。 そのようなデバイスの点火電圧を視覚的に判断することはほとんど不可能です.したがって、残された方法は 1 つです。
前の方法が失敗し、LED が故障していると確信している場合は、より高い電圧を印加してみてください。最初に 5 V、次に電圧を 12 V に上げます。結果が得られない場合は、さらに上げてみることができます。 220×.しかし、人間の健康にとって危険であるため、この電圧まで実験しない方がよいでしょう。さらに、エラーが発生した場合は、LED の本体を破壊することができます。これにより、小規模な爆発、ワイヤ絶縁体の溶融、火災などが発生する可能性があります。現在、技術は進歩しており、LED は機器や健康を危険にさらすほど高価ではありません。
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