Tensão do LED em detalhes - como descobrir a corrente de operação
Muitas vezes, os LEDs caem nas mãos de um reparador ou de um radioamador sem a aplicação de documentação técnica. Para o uso correto de dispositivos semicondutores, é necessário conhecer suas características, caso contrário, a falha precoce do elemento emissor de luz é inevitável. Embora o parâmetro de controle para um LED seja a corrente, conhecer a tensão de operação é importante - se for excedida, a vida útil da junção p-n será curta.
Como descobrir qual LED está na lâmpada
A opção mais fácil é se a lâmpada estiver totalmente funcional. Nesse caso, você só precisa medir a queda de tensão em qualquer um dos elementos. Se, quando a energia é aplicada, um ou mais elementos não brilham (ou todos), você deve seguir o outro caminho.
Se a lâmpada for construída de acordo com o esquema com um driver, a tensão de saída será indicada no driver na forma de limites superior e inferior. Isso se deve ao fato de o driver estabilizar a corrente. Para fazer isso, ele precisa alterar a tensão dentro de certos limites.A tensão real terá que ser medida com um multímetro e certifique-se de que está normal. Em seguida, determine visualmente (ao longo dos trilhos da placa de circuito impresso) o número de cadeias paralelas de LEDs na matriz e o número de elementos na cadeia. Tensão motoristas deve ser dividido pelo número de elementos ligados em série. Se a tensão no driver não for indicada, ela só poderá ser medida de fato.
Se a luminária for construída de acordo com o circuito com um resistor de lastro e sua resistência for conhecida (ou puder ser medida), a tensão do LED pode ser determinada por cálculo. Para fazer isso, você precisa saber a corrente de operação. Neste caso, você precisa calcular:
- queda de tensão no resistor - Uresistor \u003d Irab * Rresistor;
- queda de tensão na cadeia de LED – Uled=Usupply – Uresistor;
- divida Uled pelo número de dispositivos na cadeia.
Se Iwork for desconhecido, pode ser considerado igual a 20-25 mA (um circuito com um resistor é usado para lâmpadas de baixa potência). A precisão será aceitável para fins práticos.
Quantos volts é a tensão direta do LED
Se você estudar a característica padrão de corrente-tensão do LED, poderá notar vários pontos característicos nele:
- No ponto 1 p-n a transição começa a se abrir. A corrente flui através dele e o LED começa a brilhar.
- À medida que a tensão aumenta, a corrente atinge o valor de trabalho (neste caso 20 mA), e no ponto 2 a tensão está funcionando para este LED, o brilho do brilho se torna ótimo.
- Com um aumento adicional na tensão, a corrente aumenta e, no ponto 3, atinge seu valor máximo permitido. Depois disso, ele falha rapidamente e a curva CVC cresce apenas teoricamente (área tracejada).
Deve-se notar que após o término da inflexão e atingindo a seção linear, a característica I-V apresenta uma grande inclinação, o que leva a duas consequências:
- quando a corrente aumenta (por exemplo, se o driver funcionar mal ou não houver resistor de lastro), a tensão aumenta um pouco, então podemos falar em uma queda de tensão constante na junção p-n, independentemente da corrente de operação (efeito de estabilização);
- Com um pequeno aumento na tensão, a corrente aumenta rapidamente.
Portanto, é impossível aumentar significativamente a tensão no elemento em relação ao de trabalho.
quantos volts são os leds
Os parâmetros dos LEDs dependem principalmente do material do qual a junção p-n é feita, embora algumas das características ainda dependam do design. Os valores típicos da tensão de operação e a cor do brilho para elementos de baixa potência a uma corrente de 20 mA estão resumidos na tabela:
| Material | Cor de brilho | Faixa de tensão direta, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | Infravermelho | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Vermelho | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Laranja | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Amarelo | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | Verde | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | Azul | 3,2 – 4,5 |
| Fósforo | Branco | 2,7 – 4,3 |
LEDs de iluminação potentes operam em altas correntes. Assim, o cristal do popular LED 5730 é projetado para operação de longo prazo com uma corrente de 150 mA.Mas devido ao CVC íngreme que estabiliza a queda de tensão, seu Uwork é de cerca de 3,2 V, que se enquadra no valor indicado na tabela.
Como determinar a tensão
O método mais óbvio para determinar a tensão de um dispositivo semicondutor é usar uma fonte de alimentação regulada. Se a fonte de alimentação for regulada do zero e, ao mesmo tempo, o controle de corrente for possível (e ainda melhor - sua limitação), nada mais será necessário.
Necessário conectar LED à fonte, observando rigorosamente polaridade. Em seguida, você precisa aumentar suavemente a tensão (até 3..3.5 V). A uma certa tensão, o LED piscará com força total. Este nível corresponderá aproximadamente à corrente de operação, que pode ser lida em um amperímetro. Se o dispositivo não tiver um amperímetro embutido, é altamente desejável controlar a corrente usando um dispositivo externo.
Este método é aplicável a dispositivos na faixa óptica. O brilho dos LEDs UV e IR não é visível à visão humana, mas neste último caso, você pode ver o LED acender através da câmera do smartphone. Desta forma, o aparecimento de radiação infravermelha pode ser rastreado.
Importante! Quando a tensão aumenta, não exceda o limite de 3..3.5 V! Se o LED não acender nessas condições, o dispositivo pode estar conectado na polaridade inversa. Pode falhar devido à ultrapassagem do limite de tensão reversa.
Se não houver fonte regulada, você pode usar uma fonte de alimentação convencional com uma saída fixa, que é obviamente maior que a tensão esperada do LED. Ou até mesmo uma bateria de 9 V, mas neste caso será possível verificar apenas um LED de baixa potência.Um resistor deve ser soldado em série ao elemento emissor de luz para que a corrente no circuito não exceda o limite superior. Se for assumido que o LED é de baixa potência e opera com uma corrente não superior a 20 mA, para uma fonte com uma tensão de saída de 12 V, o resistor deve ser de cerca de 500 ohms. Se você usar uma luminária potente (por exemplo, tamanho 5730) com uma corrente de 150 mA (a bateria nem sempre fornecerá essa corrente), o resistor deve ser de cerca de 10 ohms. É necessário conectar o circuito a uma fonte de tensão constante, certifique-se de que o LED acenda e meça a queda de tensão através dele.
Existem maneiras alternativas de descobrir quanto volt calculado LED.
multímetro
Em alguns multímetros, a tensão aplicada aos terminais no modo de teste de diodo é alta o suficiente para acender o LED. Tal dispositivo de medição pode ser usado para determinar a tensão de operação do LED, verificando simultaneamente a pinagem do elemento semicondutor. Se a junção p-n estiver conectada corretamente, a junção começará a brilhar e o testador mostrará alguma resistência (dependendo do tipo de LED). O problema com este método é que um segundo multímetro é necessário para medir o valor real de trabalho U nos pinos do LED. E outro ponto: é improvável que a tensão de medição do multímetro seja suficiente para levar o LED ao ponto de operação atual. Visualmente, isso é perceptível pelo brilho insuficientemente brilhante e, para medições, isso significa que o LED não atingiu a parte linear do CVC e o valor real da tensão de operação será maior.
Por aparência
A tensão de operação pode ser estimada aproximadamente pela aparência e cor do brilho do LED (às vezes a cor pode ser determinada mesmo sem ligar o dispositivo). Para fazer isso, você pode usar a tabela acima. Mas é impossível determinar inequivocamente a tensão pela cor do brilho do LED. Muitas vezes, os fabricantes tingem o composto para que a cor da radiação da junção p-n seja formada com a cor da lente e uma nova tonalidade seja obtida. Além disso, mesmo dentro de uma mesma cor, há uma dispersão de parâmetros (ver tabela) para LEDs de diferentes tipos. Assim, para um LED branco, a diferença de tensão pode chegar a mais de 50%.
Como descobrir para qual corrente um LED é classificado
Todos os itens acima se aplicam a LEDs comuns que funcionam sem elementos embutidos adicionais. As tecnologias existentes permitem que você incorpore componentes adicionais na caixa do dispositivo. Por exemplo, resistores de têmpera. É assim que os LEDs são obtidos para uma tensão mais alta - 5,12 ou 220 V. É quase impossível determinar visualmente a tensão de ignição de tais dispositivos.. Portanto, há apenas um caminho.
Se os métodos anteriores não funcionarem e você tiver certeza de que o LED está funcionando, tente aplicar uma tensão maior a ele. Primeiro, 5 V, depois aumente a tensão para 12 V, se não houver resultado, você pode tentar aumentar ainda mais, até 220 V. Mas é melhor não experimentar esses valores - essa tensão é perigosa para os seres humanos. Além disso, em caso de erro, você pode obter a destruição da carcaça do LED. Neste caso, pode ocorrer um pequeno estalo, derretimento do isolamento do fio, incêndio, etc.Atualmente, a tecnologia avançou muito e o LED não é tão caro a ponto de arriscar equipamentos e saúde por causa disso.
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