Informācija par LED spriegumu - kā uzzināt darbības strāvu
Bieži vien remontdarbu veicējs vai hobists saņem LED bez tehniskās dokumentācijas. Lai pareizi izmantotu pusvadītāju ierīces, ir jāpārzina to raksturlielumi, pretējā gadījumā ir neizbēgama ātra gaismas izstarojošā elementa kļūme. Lai gan LED kontrolējošais parametrs ir strāva, svarīgi ir zināt darba spriegumu - ja tas tiek pārsniegts, p-n savienojuma kalpošanas laiks nebūs ilgs.
Kā noskaidrot, kura LED ir lampā
Visvienkāršākais variants ir, ja lampa ir pilnībā funkcionējoša. Šajā gadījumā jums vienkārši ir jāmēra sprieguma kritums pāri jebkuram no elementiem. Ja, pieslēdzot strāvu, viens vai vairāki elementi (vai visi elementi) neieslēdzas, ir jāmeklē cits ceļš.
Ja lampai ir iebūvēta draivera shēma, izejas spriegums ir norādīts uz draivera kā augšējā un apakšējā robeža. Tas ir tāpēc, ka draiveris stabilizē strāvu. Lai to izdarītu, tam ir jāmaina spriegums noteiktās robežās. Faktiskais spriegums būs jāmēra ar multimetru un jāpārliecinās, ka tas ir normas robežās. Pēc tam vizuāli (pēc PCB sliedēm) nosakiet paralēlo LED diodu ķēdīšu skaitu matricā un elementu skaitu ķēdē. Spriegums vadītāja jādala ar virknē savienoto elementu skaitu. Ja spriegums nav marķēts uz draivera, to var izmērīt tikai pēc faktiskā sprieguma.
Ja gaismeklim ir iebūvēts balastrezistors un tā pretestība ir zināma (vai to var izmērīt), LED spriegumu var noteikt ar aprēķinu. Lai to izdarītu, ir jāzina darba strāva. Šajā gadījumā ir jāaprēķina:
- sprieguma kritums pāri rezistoram - Urezistors=Irab*Rrezistors;
- sprieguma kritums LED ķēdē - Uled=Uplikācija - Urezistors;
- Uled daliet ar ierīču skaitu ķēdē.
Ja Irab nav zināms, var pieņemt, ka tas ir 20-25 mA (rezistora shēmu izmanto mazjaudas laternām). Precizitāte būs pieņemama praktiskiem mērķiem.
Cik voltu ir LED priekšējais spriegums
Izpētot LED standarta volt-ampēra raksturlīkni, uz tās var pamanīt vairākus raksturīgos punktus:
- Punktā 1 p-n savienojums sāk atvērties. Caur to sāk plūst strāva, un LED sāk spīdēt.
- Palielinoties spriegumam, strāva sasniedz darba vērtību (šajā gadījumā 20 mA), un 2. punktā spriegums darbojas LED, spilgtums kļūst optimāls.
- Tālāk palielinoties spriegumam, strāva palielinās un sasniedz maksimālo pieļaujamo vērtību 3. punktā. Pēc tam tas ātri sabojājas, un CVC līkne aug tikai teorētiski (pārtraukta daļa).
Jāatzīmē, ka pēc izliekuma beigām un lineārā posma sasniegšanas CVC ir stāvāks, kas rada divas sekas:
- Pieaugot strāvai (piemēram, ja nedarbojas draiveris vai nav balastrezistora), spriegums pieaug vāji, tāpēc var runāt par pastāvīgu sprieguma kritumu p-n savienojumā neatkarīgi no darba strāvas (stabilizācijas efekts);
- ar nelielu sprieguma palielinājumu strāva strauji pieaug.
Tāpēc nav iespējams ievērojami palielināt spriegumu šūnā salīdzinājumā ar darba spriegumu.
Cik voltu LED var izmantot
LED parametri galvenokārt ir atkarīgi no p-n savienojuma materiāla, lai gan daži raksturlielumi ir atkarīgi no konstrukcijas. Tipiskās darba sprieguma un luminiscences krāsas vērtības mazjaudas elementiem pie 20 mA ir apkopotas tabulā:
| Materiāls | Spīduma krāsa | Tiešā sprieguma diapazons, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | Infrasarkanais | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Sarkanais | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Orange | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Dzeltenais | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | Zaļā | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | Zilais | 3,2 – 4,5 |
| Fosfors | White | 2,7 – 4,3 |
Lieljaudas apgaismes gaismas diodes darbojas ar lielu strāvu. Piemēram, populārā LED 5730 mikroshēma ir paredzēta nepārtrauktai darbībai ar 150 mA strāvu. Taču stāvās E-V līknes dēļ, kas stabilizē sprieguma kritumu, tā Urab ir aptuveni 3,2 V, kas ir tabulā norādītās vērtības robežās.
Kā atrast spriegumu
Acīmredzamākā metode pusvadītāju ierīces sprieguma noteikšanai ir izmantot regulējamu barošanas avotu. Ja barošanas avots tiek regulēts no nulles un ir iespējama strāvas kontrole (vai, vēl labāk, strāvas ierobežošana), tad nekas cits nav nepieciešams.
Ir nepieciešams savienot LED uz avotu, stingri ievērojot polaritāte. Pēc tam spriegums ir viegli jāpaaugstina (līdz 3...3,5 V). Pie noteikta sprieguma LED mirgo ar pilnu jaudu. Šis līmenis aptuveni atbilst darba strāvai, ko var nolasīt no ampērmetra. Ja ierīcē nav iebūvēta ampērmetra, strāvas mērīšanu ir vēlams veikt ar ārēju mērītāju.
Šī metode ir piemērojama optiskajiem diapazona instrumentiem. UV un IR LED spīdums nav redzams cilvēka acij, taču pēdējā minētajā gadījumā LED ieslēgšanos ir iespējams novērot ar viedtālruņa kameru. Izmantojot šo metodi, var novērot infrasarkanā starojuma rašanos.
Svarīgi! Nepārsniedziet 3...3,5 V sprieguma robežu! Ja šajos apstākļos LED indikators neiedegas, ierīces polaritāte var būt nepareiza. Tas var neizdoties reversā sprieguma ierobežojuma pārsniegšanas dēļ.
Ja regulēts avots nav pieejams, var izmantot parastu barošanas avotu ar fiksētu izejas spriegumu, par kuru zināms, ka tas ir augstāks par LED paredzamo spriegumu. Vai pat ar 9 V akumulatoru, bet var pārbaudīt tikai nelielu LED. Lai strāva ķēdē nepārsniegtu augšējo robežu, pie gaismas emisijas elementa virknē jāieslēdē rezistors. Ja pieņem, ka gaismas diode ir mazjaudas un darbojas ar strāvu, kas nepārsniedz 20 mA, tad avotam ar izejas spriegumu 12 V rezistors ir aptuveni 500 omu. Ja tiek izmantots lieljaudas apgaismes ķermenis (piemēram, 5730 izmērs) ar 150 mA (akumulators ne vienmēr nodrošinās šādu strāvu), rezistoram jābūt aptuveni 10 omiem. Pievienojiet ķēdi līdzstrāvas sprieguma avotam, pārliecinieties, ka LED iedegas, un izmēriet sprieguma kritumu uz tā.
Ir arī alternatīvi veidi, kā noskaidrot, cik daudz Volti, kuriem LED ir paredzēta..
Multimetra izmantošana
Ar dažiem multimetriem diodes testa režīmā spailēm pieliktais spriegums ir pietiekami augsts, lai aizdedzinātu gaismas diodi. Šādu mērītāju var izmantot, lai noteiktu gaismas diodes darba spriegumu, vienlaikus pārbaudot pusvadītāju elementa pinout. Ja savienojums ir pareizi savienots, p-n savienojums sāks spīdēt, un testeris parādīs zināmu pretestību (atkarībā no LED tipa). Šīs metodes problēma ir tā, ka jums būs nepieciešams otrs multimetrs, lai izmērītu faktisko U vērtību pie LED kontaktiem. Un vēl viens aspekts: maz ticams, ka multimetra mērīšanas spriegums būs pietiekams, lai LED sasniegtu pašreizējo darbības punktu. Vizuāli to var redzēt pēc nepietiekami spilgta spīduma, bet mērījumu vajadzībām tas nozīmē, ka LED nav sasniegusi IAC lineāro daļu un faktiskais darba spriegums būs lielāks.
Pēc izskata
Darba spriegumu var aptuveni noteikt pēc ārējā izskata un LED diodes krāsas (dažkārt krāsu var noteikt pat bez ierīces barošanas). Šim nolūkam var izmantot iepriekš minēto tabulu. Tomēr nav iespējams viennozīmīgi noteikt spriegumu pēc gaismas diodes spīduma krāsas. Bieži vien ražotāji tonē savienojumu tā, ka p-n savienojuma emisijas krāsa apvienojas ar lēcas krāsu, radot jaunu nokrāsu. Turklāt pat vienas krāsas ietvaros dažādu veidu LED diodēm ir atšķirīgi parametri (sk. tabulu). Piemēram, baltai LED diodei sprieguma starpība var būt vairāk nekā 50 %.
Kā noskaidrot, cik lielai strāvai ir paredzēta LED diode
Viss iepriekš minētais attiecas uz parastajām LED, kas darbojas bez papildu iekšējām sastāvdaļām. Esošā tehnoloģija ļauj iekļaut papildu komponentus. Piemēram, slāpēšanas rezistori. Šādā veidā tiek ražotas gaismas diodes lielākam spriegumam - 5, 12 vai 220 V. Šādu ierīču aizdedzes sprieguma vizuāla noteikšana ir gandrīz neiespējama.. Tāpēc ir tikai viens ceļš.
Ja iepriekšējās metodes nav bijušas veiksmīgas un esat pārliecināts, ka gaismas diode ir bojāta, jāmēģina tai pielikt lielāku spriegumu. Vispirms 5 V, pēc tam palieliniet spriegumu līdz 12 V, ja nav rezultāta - varat mēģināt palielināt vēl vairāk, līdz 12 V. 220 В. Tomēr ar šo spriegumu labāk neeksperimentēt, jo tas ir bīstami cilvēkiem. Turklāt kļūdas gadījumā jūs varat sabojāt LED korpusu. Tas var izraisīt nelielu sprādzienu, vadu izolācijas kušanu, ugunsgrēku utt. Mūsdienās tehnoloģijas ir attīstījušās, un gaismas diodes nav tik dārgas, lai riskētu ar savu aprīkojumu un veselību.
Papildiniet savas zināšanas ar videoklipu.
