Informacija apie LED įtampą - kaip sužinoti darbinę srovę
Dažnai remontininkas ar mėgėjas gauna į rankas šviesos diodą be techninės dokumentacijos. Norint teisingai naudoti puslaidininkinius įtaisus, reikia išmanyti jų charakteristikas, nes priešingu atveju neišvengiamas greitas šviesą spinduliuojančio elemento gedimas. Nors pagrindinis šviesos diodų parametras yra srovė, svarbu žinoti darbinę įtampą - jei ji viršijama, p-n sandūros tarnavimo laikas nebus ilgas.
Kaip sužinoti, kuris šviesos diodas yra lempoje
Paprasčiausias variantas - jei lempa visiškai veikia. Šiuo atveju tereikia išmatuoti įtampos kritimą bet kuriame elemente. Jei įjungus maitinimą vienas ar keli elementai neužsidega (arba visi), reikia rinktis kitą būdą.
Jei lempa įmontuota su tvarkyklės grandine, išėjimo įtampa ant tvarkyklės nurodoma kaip viršutinė ir apatinė riba. Taip yra todėl, kad tvarkyklė stabilizuoja srovę. Tam reikia keisti įtampą tam tikrose ribose. Faktinę įtampą reikės išmatuoti multimetru ir įsitikinti, kad ji neviršija normalių ribų. Tada vizualiai (pagal spausdintinės plokštės takelius) nustatykite lygiagrečių šviesos diodų grandinių skaičių matricoje ir elementų skaičių grandinėje. Įtampa vairuotojo reikia padalyti iš nuosekliai sujungtų elementų skaičiaus. Jei įtampa ant tvarkyklės nepažymėta, ją galima išmatuoti tik pagal faktinę įtampą.
Jei šviestuve įmontuotas balastinis rezistorius ir jo varža yra žinoma (arba ją galima išmatuoti), šviesos diodo įtampą galima nustatyti apskaičiuojant. Tam reikia žinoti darbinę srovę. Šiuo atveju reikia apskaičiuoti:
- įtampos kritimas rezistoriuje - Urezistor=Irab*Rrezistor;
- įtampos kritimas šviesos diodų grandinėje - Uled=Upply - Urezistorius;
- Padalykite Uled iš grandinėje esančių įrenginių skaičiaus.
Jei Irab nežinomas, galima daryti prielaidą, kad jis yra 20-25 mA (rezistoriaus grandinė naudojama mažos galios žibintuose). Tikslumas bus priimtinas praktiniais tikslais.
Kiek voltų yra LED priekinė įtampa
Ištyrę standartinę šviesos diodo voltamperinę charakteristiką, pastebėsite kelis jai būdingus taškus:
- 1 taške p-n sandūra pradeda atsidarinėti. Juo pradeda tekėti srovė ir šviesos diodas pradeda šviesti.
- Didėjant įtampai, srovė pasiekia darbinę vertę (šiuo atveju 20 mA), o 2 taške įtampa veikia šviesos diodą, ryškumas tampa optimalus.
- Toliau didėjant įtampai, srovė didėja ir 3 taške pasiekia didžiausią leistiną vertę. Po to ji greitai suyra ir CVC kreivė auga tik teoriškai (brūkšninė atkarpa).
Reikėtų pažymėti, kad pasibaigus lūžiui ir pasiekus linijinę atkarpą CVC yra statesnis, o tai lemia dvi pasekmes:
- Didėjant srovei (pvz., kai neveikia tvarkyklė arba nėra balastinio rezistoriaus), įtampa auga silpnai, todėl galima kalbėti apie pastovų įtampos kritimą p-n sandūroje, nepriklausomai nuo darbinės srovės (stabilizavimo efektas);
- šiek tiek padidinus įtampą srovė greitai auga.
Todėl neįmanoma pastebimai padidinti įtampos elemente, palyginti su darbine įtampa.
Kiek voltų šviesos diodų galima naudoti
Šviesos diodų parametrai daugiausia priklauso nuo p-n sandūros medžiagos, nors kai kurios charakteristikos priklauso nuo konstrukcijos. Lentelėje pateiktos tipinės mažos galios elementų darbinės įtampos ir liuminescencijos spalvos vertės, esant 20 mA:
| Medžiaga | Švytėjimo spalva | Tiesioginės įtampos diapazonas, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | Infraraudonųjų spindulių | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Raudona | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Oranžinė | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Geltona | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | Žalioji | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | Mėlyna | 3,2 – 4,5 |
| Fosforas | Balta | 2,7 – 4,3 |
Didelės galios apšvietimo šviesos diodai veikia esant didelėms srovėms. Pavyzdžiui, populiarioji LED 5730 mikroschema skirta nuolatiniam veikimui, kai srovė yra 150 mA. Tačiau dėl stačios E-V kreivės, kuri stabilizuoja įtampos kritimą, jo Urab yra apie 3,2 V, t. y. neviršija lentelėje nurodytos vertės.
Kaip nustatyti įtampą
Akivaizdžiausias puslaidininkinio įtaiso įtampos nustatymo būdas - naudoti reguliuojamą maitinimo šaltinį. Jei maitinimo šaltinis reguliuojamas nuo nulio ir galima valdyti srovę (o dar geriau - apriboti srovę), nieko daugiau nereikia.
Būtina prijungti LED į šaltinį, griežtai laikydamiesi poliškumas. Toliau įtampa turėtų būti švelniai didinama (iki 3...3,5 V). Esant tam tikrai įtampai, šviesos diodas mirksi visu galingumu. Šis lygis apytiksliai atitinka darbinę srovę, kurią galima nuskaityti ampermetru. Jei prietaisas neturi integruoto ampermetro, labai pageidautina srovę stebėti išoriniu matuokliu.
Šis metodas taikytinas optiniams toliamačiams. Ultravioletinių ir infraraudonųjų spindulių šviesos diodų švytėjimo žmogaus akis nemato, tačiau pastaruoju atveju šviesos diodo įjungimą galima stebėti išmaniojo telefono kamera. Šiuo metodu galima stebėti infraraudonosios spinduliuotės atsiradimą.
Svarbu! Neviršykite 3...3,5 V įtampos ribos! Jei šiomis sąlygomis šviesos diodas neužsidega, gali būti neteisingas prietaiso poliškumas. Jis gali sugesti dėl viršytos atvirkštinės įtampos ribos.
Jei reguliuojamo šaltinio nėra, galima naudoti įprastą maitinimo šaltinį su fiksuota išėjimo įtampa, kuri, kaip žinoma, yra didesnė už numatomą šviesos diodo įtampą. Arba net 9 V akumuliatorių, tačiau galima išbandyti tik nedidelį šviesos diodą. Prie šviesą skleidžiančio elemento nuosekliai turi būti prilituotas rezistorius, kad srovė grandinėje neviršytų viršutinės ribos. Jei daroma prielaida, kad šviesos diodas yra mažos galios ir veikia ne didesne kaip 20 mA srove, tuomet 12 V išėjimo įtampos šaltinio rezistorius turėtų būti apie 500 omų. Jei naudojamas didelės galios šviestuvas (pvz., 5730 dydžio), kurio srovė yra 150 mA (akumuliatorius ne visada užtikrins tokią srovę), rezistorius turėtų būti apie 10 omų. Prijunkite grandinę prie nuolatinės įtampos šaltinio, įsitikinkite, kad šviečia šviesos diodas, ir išmatuokite įtampos kritimą ant jo.
Taip pat yra alternatyvių būdų sužinoti, kiek Voltų, kuriems šviesos diodas yra pritaikytas..
Multimetro naudojimas
Kai kuriais multimetrais diodų bandymo režimu į gnybtus paduodama įtampa yra pakankamai didelė, kad uždegtų šviesos diodą. Tokiu matuokliu galima nustatyti šviesos diodo darbinę įtampą ir kartu patikrinti puslaidininkinio elemento išvadų išdėstymą. Tinkamai prijungta p-n sandūra pradės švytėti, o testeris rodys tam tikrą varžą (priklausomai nuo šviesos diodo tipo). Šio metodo problema yra ta, kad norint išmatuoti faktinę U vertę prie šviesos diodo kontaktų, reikės antro multimetro. Ir dar vienas dalykas: mažai tikėtina, kad multimetro matavimo įtampos pakaks, kad šviesos diodas pasiektų dabartinį veikimo tašką. Vizualiai tai matyti iš nepakankamai ryškaus švytėjimo, o matavimo tikslais tai reiškia, kad šviesos diodas nepasiekė tiesinės IAC dalies ir faktinė darbinė įtampa bus didesnė.
Pagal išvaizdą
Darbinę įtampą galima apytiksliai nustatyti pagal išorinę išvaizdą ir šviesos diodų spalvą (kartais spalvą galima nustatyti net neįjungus prietaiso). Šiuo tikslu galima naudoti pirmiau pateiktą lentelę. Tačiau pagal šviesos diodo švytėjimo spalvą neįmanoma vienareikšmiškai nustatyti įtampos. Dažnai gamintojai nuspalvina junginį taip, kad p-n sandūros spinduliuotės spalva susilieja su lęšio spalva ir sukuria naują atspalvį. Be to, net ir tos pačios spalvos skirtingų tipų šviesos diodų parametrai skiriasi (žr. lentelę). Pavyzdžiui, balto šviesos diodo įtampa gali skirtis daugiau kaip 50 %.
Kaip sužinoti, kokio dydžio srovės stiprumui skirtas šviesos diodas
Visa tai, kas išdėstyta pirmiau, taikoma įprastiniams šviesos diodams, veikiantiems be jokių papildomų vidinių komponentų. Esama technologija leidžia naudoti papildomus komponentus. Pavyzdžiui, slopinimo rezistoriai. Tokiu būdu gaminami aukštesnės įtampos - 5, 12 arba 220 V - šviesos diodai. Vizualiai nustatyti tokių prietaisų uždegimo įtampą beveik neįmanoma. Todėl yra tik vienas kelias.
Jei ankstesni būdai nepadėjo ir esate įsitikinę, kad šviesos diodas yra sugedęs, pabandykite į jį įjungti didesnę įtampą. Pirmiausia 5 V, tada padidinkite įtampą iki 12 V, o jei nėra rezultato - galite bandyti didinti toliau, iki 12 V. 220 В. Tačiau su šia įtampa geriau neeksperimentuoti, nes ji pavojinga žmonėms. Be to, suklydę galite sugadinti šviesos diodo korpusą. Dėl to gali įvykti nedidelis sprogimas, išsilydyti laidų izoliacija, kilti gaisras ir pan. Šiais laikais technologijos pažengė į priekį ir šviesos diodai nėra tokie brangūs, kad reikėtų rizikuoti įranga ir sveikata.
Patvirtinkite savo žinias naudodami vaizdo įrašą.
