Napětí LED v detailu - jak zjistit provozní proud
Často se LED dostanou do rukou opraváře nebo radioamatéra bez aplikace technické dokumentace. Pro správné použití polovodičových součástek je nutné znát jejich charakteristiky, jinak je nevyhnutelné brzké selhání světločivného prvku. Přestože je řídicí parametr pro LED aktuální, znalost provozního napětí je důležitá - pokud je překročeno, životnost p-n přechodu bude krátká.
Jak zjistit, která LED je v lampě
Nejjednodušší možností je, pokud je lampa plně funkční. V tomto případě stačí změřit úbytek napětí na kterémkoli z prvků. Pokud po zapnutí napájení jeden nebo více prvků nesvítí (nebo všechny), musíte jít jinou cestou.
Pokud je lampa postavena podle schématu s ovladačem, pak je výstupní napětí indikováno na ovladači ve formě horní a dolní meze. To je způsobeno tím, že driver stabilizuje proud. K tomu potřebuje změnit napětí v určitých mezích.Skutečné napětí bude muset být změřeno multimetrem a ujistěte se, že je normální. Dále vizuálně (podél drah desky s plošnými spoji) určete počet paralelních řetězců LED v matici a počet prvků v řetězci. Napětí Řidiči musí být děleno počtem sériově zapojených prvků. Pokud není napětí na ovladači indikováno, lze jej měřit pouze ve skutečnosti.
Pokud je svítidlo sestaveno podle obvodu s předřadným odporem a jeho odpor je znám (nebo jej lze změřit), pak lze napětí LED určit výpočtem. K tomu potřebujete znát provozní proud. V tomto případě je třeba vypočítat:
- pokles napětí na rezistoru - Urezistor \u003d Irab * Rrezistor;
- pokles napětí na řetězci LED – Uled=Usupply – Urezistor;
- dělit Uled počtem zařízení v řetězci.
Pokud je Iwork neznámý, může být rovna 20-25 mA (pro nízkopříkonové lampy se používá obvod s odporem). Přesnost bude přijatelná pro praktické účely.
Kolik voltů je propustné napětí LED
Pokud studujete standardní charakteristiku proudového napětí LED, můžete si na ní všimnout několika charakteristických bodů:
- V bodě 1 p-n se přechod začne otevírat. Protéká jím proud a LED začne svítit.
- Jak se napětí zvyšuje, proud dosáhne pracovní hodnoty (v tomto případě 20 mA) a v bodě 2 napětí pro tuto LED pracuje, jas záře se stává optimální.
- S dalším zvýšením napětí se proud zvyšuje a v bodě 3 dosahuje maximální přípustné hodnoty. Poté rychle selže a křivka CVC roste pouze teoreticky (přerušovaná plocha).
Je třeba poznamenat, že po ukončení inflexe a dosažení lineárního úseku má I–V charakteristika velkou strmost, což vede ke dvěma důsledkům:
- při zvýšení proudu (např. při poruše budiče nebo nepřítomnosti předřadného rezistoru) se napětí mírně zvýší, lze tedy mluvit o konstantním poklesu napětí na p-n přechodu bez ohledu na provozní proud (stabilizační efekt);
- S malým nárůstem napětí se proud rychle zvyšuje.
Proto je nemožné výrazně zvýšit napětí na prvku vzhledem k pracovnímu.
Kolik voltů mají LED
Parametry LED většinou závisí na materiálu, ze kterého je p-n přechod vyroben, i když některé charakteristiky stále závisí na provedení. Typické hodnoty provozního napětí a barvy záře pro nízkopříkonové prvky při proudu 20 mA jsou shrnuty v tabulce:
| Materiál | Barva září | Dopředný rozsah napětí, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | Infračervený | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Červené | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | oranžový | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Žlutá | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | Zelená | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | Modrý | 3,2 – 4,5 |
| Fosfor | Bílý | 2,7 – 4,3 |
Výkonné osvětlovací LED diody fungují při vysokých proudech. Krystal oblíbené LED 5730 je tedy určen pro dlouhodobý provoz při proudu 150 mA.Ale kvůli strmému CVC, které stabilizuje pokles napětí, je jeho Uwork asi 3,2 V, což se vejde do hodnoty uvedené v tabulce.
Jak určit napětí
Nejviditelnější metodou pro určení napětí polovodičového zařízení je použití regulovaného napájecího zdroje. Pokud je napájení regulováno od nuly a zároveň je možná regulace proudu (a ještě lépe - jeho omezení), pak není potřeba nic jiného.
Nutné připojte LED ke zdroji, přísně dodržovat polarita. Dále je třeba plynule zvýšit napětí (až na 3..3.5 V). Při určitém napětí bude LED blikat naplno. Tato úroveň bude zhruba odpovídat provoznímu proudu, který lze odečíst na ampérmetru. Pokud zařízení nemá vestavěný ampérmetr, pak je velmi žádoucí řídit proud pomocí externího zařízení.
Tato metoda je použitelná pro zařízení v optickém rozsahu. Záře UV a IR LED není pro lidské vidění viditelná, ale v druhém případě můžete sledovat, jak se LED dioda rozsvěcuje prostřednictvím fotoaparátu smartphonu. Tímto způsobem lze sledovat výskyt infračerveného záření.
Důležité! Při zvýšení napětí nepřekračujte hranici 3..3.5 V! Pokud za těchto podmínek LED nesvítí, může být zařízení připojeno s obrácenou polaritou. Může selhat kvůli překročení limitu zpětného napětí.
Pokud není regulovaný zdroj, můžete vzít klasický zdroj s pevným výkonem, který je samozřejmě vyšší než očekávané napětí LED. Nebo dokonce 9 V baterii, ale v tomto případě bude možné zkontrolovat pouze LED s nízkým výkonem.K prvku vyzařujícímu světlo musí být sériově připájen odpor, aby proud v obvodu nepřekročil horní mez. Pokud se předpokládá, že LED je nízkopříkonová a pracuje s proudem nejvýše 20 mA, pak pro zdroj s výstupním napětím 12 V by měl být odpor asi 500 ohmů. Pokud používáte výkonné svítidlo (např. velikost 5730) s proudem 150 mA (baterie ne vždy takový proud poskytne), pak by měl být odpor asi 10 ohmů. Obvod je nutné připojit ke zdroji konstantního napětí, ujistit se, že se rozsvítí LED a změřit úbytek napětí na něm.
Existují alternativní způsoby, jak zjistit kolik volt vypočtená LED.
multimetr
U některých multimetrů je napětí přivedené na svorky v režimu testu diod dostatečně vysoké, aby rozsvítilo LED. Takové měřicí zařízení lze použít pro stanovení provozního napětí LED při současné kontrole pinu polovodičového prvku. Pokud je p-n přechod správně zapojen, přechod začne svítit a tester bude vykazovat určitý odpor (v závislosti na typu LED). Problém této metody spočívá v tom, že k měření skutečné pracovní hodnoty U na pinech LED je vyžadován druhý multimetr. A další bod: měřicí napětí multimetru pravděpodobně nebude stačit k uvedení LED do aktuálního pracovního bodu. Vizuálně je to patrné nedostatečně jasným svitem a pro měření to bude znamenat, že LED nedosáhla lineární části CVC a skutečná hodnota provozního napětí bude vyšší.
Podle vzhledu
Provozní napětí lze přibližně odhadnout podle vzhledu a barvy svitu LED (někdy lze barvu určit i bez napájení zařízení). K tomu můžete použít výše uvedenou tabulku. Ale nelze jednoznačně určit napětí podle barvy svitu LED. Často výrobci zabarvují sloučeninu tak, aby se barva záření p-n přechodu vytvořila s barvou čočky a získal se nový odstín. Navíc i v rámci stejné barvy existuje rozptyl parametrů (viz tabulka) pro LED různých typů. Takže u bílé LED může rozdíl napětí dosáhnout více než 50%.
Jak zjistit, na jaký proud je LED dimenzována
Vše výše uvedené platí pro běžné LED diody, které fungují bez dalších vestavěných prvků. Stávající technologie umožňují zabudovat do pouzdra zařízení další komponenty. Například zhášecí odpory. Takto se získávají LED pro vyšší napětí - 5,12 nebo 220 V. Je téměř nemožné vizuálně určit zapalovací napětí takových zařízení.. Proto existuje pouze jedna cesta.
Pokud předchozí metody nefungovaly a jste si jisti, že LED dioda funguje, měli byste se pokusit na ni použít zvýšené napětí. Nejprve 5 V, poté zvyšte napětí na 12 V, pokud nedojde k žádnému výsledku, můžete zkusit zvýšit dále, až na 220 V. Ale je lepší neexperimentovat až do takových hodnot - toto napětí je pro člověka nebezpečné. Kromě toho můžete v případě chyby získat zničení krytu LED. V tomto případě může dojít k malému prasknutí, roztavení izolace vodiče, požáru atd.V současné době technologie pokročila daleko dopředu a LED není tak drahá, aby kvůli tomu riskovala vybavení a zdraví.
Upevnit znalosti pomocí videí.
