Detalii despre tensiunea LED - Cum să știți curentul de funcționare
Adesea, un reparator sau un hobbyist pune mâna pe un LED fără documentație tehnică. Utilizarea corectă a dispozitivelor semiconductoare necesită cunoașterea caracteristicilor acestora, altfel este inevitabilă defectarea rapidă a elementului emițător de lumină. Deși parametrul de control al LED-urilor este curentul, este importantă cunoașterea tensiunii de funcționare - dacă aceasta este depășită, durata de viață a joncțiunii p-n nu va fi prea mare.
Cum să aflați ce LED este în lampă
Cea mai simplă opțiune este ca lampa să fie complet funcțională. În acest caz, trebuie doar să măsurați căderea de tensiune pe oricare dintre elemente. Dacă unul sau mai multe dintre elemente nu se aprind atunci când se aplică curentul (sau toate elementele), trebuie să urmați o altă cale.
În cazul în care lampa este construită cu un circuit de comandă, tensiunea de ieșire este indicată pe driver ca o limită superioară și inferioară. Acest lucru se datorează faptului că driverul stabilizează curentul. Pentru a face acest lucru, trebuie să modifice tensiunea în anumite limite. Tensiunea reală va trebui să fie măsurată cu un multimetru și să vă asigurați că se află în limite normale. Apoi determinați vizual (pe urmele PCB) numărul de lanțuri paralele de LED-uri din matrice și numărul de elemente din lanț. Tensiune a conducătorului auto trebuie împărțit la numărul de elemente conectate în serie. În cazul în care tensiunea nu este marcată pe driver, aceasta poate fi măsurată doar prin tensiunea reală.
În cazul în care corpul de iluminat este construit cu o rezistență de balast și rezistența sa este cunoscută (sau poate fi măsurată), tensiunea LED-ului poate fi determinată prin calcul. Pentru a face acest lucru, trebuie să cunoașteți curentul de funcționare. În acest caz, este necesar să se calculeze:
- căderea de tensiune pe rezistor - Uresistor=Irab*Rrezistor;
- căderea de tensiune pe lanțul de LED-uri - Uled=Upply - Uresistor;
- Împărțiți Uled la numărul de dispozitive din lanț.
Dacă Irab este necunoscut, se poate presupune că este de 20-25 mA (circuitul de rezistență este utilizat pentru lanternele de putere mică). Precizia va fi acceptabilă în scopuri practice.
Câți volți este tensiunea directă a LED-ului
Dacă studiați o caracteristică standard volt-ampermetrică a unui LED, veți observa mai multe puncte caracteristice:
- În punctul 1, joncțiunea p-n începe să se deschidă. Un curent începe să treacă prin el și LED-ul începe să strălucească.
- Pe măsură ce tensiunea crește, curentul ajunge la o valoare de funcționare (în acest caz 20 mA) și în punctul 2 tensiunea funcționează pentru LED, iar luminozitatea devine optimă.
- Pe măsură ce tensiunea crește în continuare, curentul crește și atinge valoarea maximă admisibilă la punctul 3. După aceea, aceasta cedează rapid și curba CVC crește doar teoretic (secțiunea punctată).
Trebuie remarcat faptul că, după sfârșitul inflexiunii și atingerea secțiunii liniare, CVC este mai abruptă, ceea ce duce la două consecințe:
- La creșterea curentului (de exemplu, atunci când driverul cedează sau când nu există o rezistență de balast), tensiunea crește slab, astfel încât putem vorbi despre o cădere de tensiune constantă la joncțiunea p-n, indiferent de curentul de funcționare (efect de stabilizare);
- la o creștere mică a tensiunii, curentul crește rapid.
Prin urmare, nu este posibilă creșterea semnificativă a tensiunii la celulă în raport cu tensiunea de funcționare.
Câți volți pot fi utilizate LED-uri
Parametrii LED-urilor depind în cea mai mare parte de materialul joncțiunii p-n, deși unele dintre caracteristici depind de design. Valorile tipice ale tensiunii de funcționare și ale culorii luminescente pentru elementele de putere mică la 20 mA sunt rezumate în tabel:
| Material | Culoare de strălucire | Domeniul de tensiune directă, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | Infraroșu | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, GaP, AlInGaP | Roșu | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, GaP, AlInGaP | Portocaliu | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, GaP, AlInGaP | Galben | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | Verde | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | Albastru | 3,2 – 4,5 |
| Fosfor | Alb | 2,7 – 4,3 |
LED-urile de iluminat de mare putere funcționează la curenți mari. Popularul cip LED 5730, de exemplu, este proiectat pentru o funcționare continuă la un curent de 150 mA. Dar, datorită curbei E-V abruptă care stabilizează căderea de tensiune, Urab-ul său este de aproximativ 3,2 V, care se încadrează în valoarea indicată în tabel.
Cum se găsește tensiunea
Cea mai evidentă metodă de determinare a tensiunii unui dispozitiv semiconductor este utilizarea unei surse de alimentare reglabile. Dacă sursa de alimentare este reglată de la zero și este posibil controlul curentului (sau, mai bine, limitarea curentului), atunci nu este nevoie de nimic altceva.
Este necesar să conectați LED-ul la sursă, respectând cu strictețe polaritatea. Apoi, tensiunea trebuie să fie crescută ușor (până la 3...3,5 V). La o anumită tensiune, LED-ul va clipi la putere maximă. Acest nivel va corespunde aproximativ curentului de funcționare, care poate fi citit pe ampermetru. În cazul în care dispozitivul nu are un ampermetru integrat, este de dorit să se monitorizeze curentul cu un contor extern.
Această metodă este aplicabilă instrumentelor optice de măsurare a distanței. Strălucirea LED-urilor UV și IR nu este vizibilă pentru ochiul uman, dar în cazul acestora din urmă este posibil să se monitorizeze aprinderea LED-ului prin intermediul unei camere de smartphone. Apariția radiațiilor infraroșii poate fi monitorizată prin această metodă.
Important! Nu depășiți limita de tensiune de 3...3,5 V! Dacă LED-ul nu se aprinde în aceste condiții, este posibil ca polaritatea dispozitivului să fie incorectă. Acesta poate ceda din cauza depășirii limitei de tensiune inversă.
Dacă nu aveți o sursă reglementată, puteți utiliza o sursă de alimentare normală cu o ieșire fixă, cunoscută ca fiind mai mare decât tensiunea așteptată a LED-ului. Sau chiar o baterie de 9 V, dar poate fi testat doar un LED mic. O rezistență trebuie sudată în serie la elementul emițător de lumină, astfel încât curentul din circuit să nu depășească limita superioară. Dacă se presupune că LED-ul este de joasă putere și funcționează la un curent de cel mult 20 mA, atunci pentru o sursă cu o tensiune de ieșire de 12 V, rezistența ar trebui să fie de aproximativ 500 ohmi. Dacă se utilizează un dispozitiv de iluminat de mare putere (de exemplu, mărimea 5730) cu 150 mA (o baterie nu va furniza întotdeauna acest curent), rezistența trebuie să fie de aproximativ 10 ohmi. Conectați circuitul la o sursă de tensiune continuă, asigurați-vă că LED-ul se aprinde și măsurați căderea de tensiune pe acesta.
Există, de asemenea, modalități alternative de a afla câte Volți pentru care este evaluat LED-ul..
Utilizarea unui multimetru
La unele multimetre, tensiunea aplicată la borne în modul de testare a diodelor este suficient de mare pentru a aprinde LED-ul. Un astfel de aparat poate fi utilizat pentru a determina tensiunea de funcționare a LED-ului, verificând în același timp pinout-ul elementului semiconductor. Dacă este conectată corect, joncțiunea p-n va începe să lumineze, iar testerul va arăta o anumită rezistență (în funcție de tipul de LED). Problema cu această metodă este că veți avea nevoie de un al doilea multimetru pentru a măsura valoarea U reală la pinii LED-ului. Și încă un aspect: este puțin probabil ca tensiunea de măsurare a multimetrului să fie suficientă pentru a aduce LED-ul la punctul de funcționare curent. Din punct de vedere vizual, acest lucru poate fi observat printr-o strălucire insuficient de puternică, în timp ce, în scopul măsurătorilor, va însemna că LED-ul nu a atins partea liniară a IAC și că tensiunea de funcționare reală va fi mai mare.
Prin aspect
Tensiunea de funcționare poate fi estimată aproximativ după aspectul exterior și culoarea LED-urilor (uneori, culoarea poate fi determinată chiar și fără a alimenta dispozitivul). Tabelul de mai sus poate fi utilizat în acest scop. Cu toate acestea, nu este posibil să se determine tensiunea în mod univoc din culoarea strălucirii LED-ului. Adesea, producătorii nuanțează compusul astfel încât culoarea de emisie a joncțiunii p-n să se combine cu culoarea lentilei pentru a produce o nouă nuanță. În plus, chiar și în cadrul unei singure culori, există o variație a parametrilor (a se vedea tabelul) pentru diferite tipuri de LED-uri. De exemplu, pentru un LED alb, diferența de tensiune poate fi mai mare de 50%.
Cum să aflați pentru cât de mult curent este evaluat LED-ul
Toate cele de mai sus se aplică LED-urilor convenționale care funcționează fără componente interne suplimentare. Tehnologia existentă permite încorporarea de componente suplimentare. De exemplu, rezistențe de amortizare. În acest fel, se produc LED-uri pentru tensiuni mai mari - 5, 12 sau 220 V. Detectarea vizuală a tensiunii de aprindere a acestor dispozitive este aproape imposibilă.. Prin urmare, nu există decât o singură cale de urmat.
Dacă metodele anterioare au eșuat și sunteți sigur că LED-ul este defect, trebuie să încercați să aplicați o tensiune mai mare la acesta. Mai întâi 5 V, apoi creșteți tensiunea la 12 V, dacă nu există nici un rezultat - puteți încerca să creșteți în continuare, până la 220 В. Cu toate acestea, este mai bine să nu experimentați cu această tensiune, deoarece este periculoasă pentru oameni. În plus, în cazul unei erori, puteți distruge corpul LED-ului. Acest lucru poate provoca o mică explozie, topirea izolației firelor, incendii etc. În zilele noastre, tehnologia a avansat, iar LED-urile nu sunt suficient de scumpe pentru a vă risca echipamentul și sănătatea.
Consolidați-vă cunoștințele cu un videoclip.
