Ток для красного светодиода

Зачастую в руки ремонтника или радиолюбителя попадают светодиоды без приложения технической документации. Для правильного применения полупроводниковых приборов требуется знать их характеристики, в противном случае скорый выход из строя светоизлучающего элемента неизбежен. Хотя управляющим параметром для LED является ток, знание рабочего напряжения является важным – при его превышении жизнь p-n перехода окажется недолгой.

Как узнать какой светодиод стоит в лампе

Самый простой вариант – если лампа полностью исправна. В этом случае надо просто измерить падение напряжения на любом из элементов. Если при подаче питания один или несколько элементов не светят (или все), надо идти другим путем.

Если лампа построена по схеме с драйвером, то на драйвере указано выходное напряжение в виде верхнего и нижнего пределов. Это связано с тем, что драйвер стабилизирует ток. Для этого ему надо изменять напряжение в определенных границах. Фактическое напряжение придется измерить мультиметром и убедиться, что оно в норме. Далее визуально (по дорожкам печатной платы) определить количество параллельных цепочек светодиодов в матрице и количество элементов в цепочке. Напряжение драйвера нужно разделить на число последовательно соединенных элементов. Если напряжение на драйвере не обозначено, то его можно лишь замерить по факту.

Драйвер на рабочий ток 300 мА и выходное напряжение 45-64 В.

Этот способ дает точный результат лишь с полностью исправной лампой. Если часть элементов (или все полностью) не горят, то для стабилизации тока драйвер будет уменьшать или увеличивать напряжение в пределах 10%. Для практических целей такой погрешности может быть достаточно, но об этом надо помнить.

Если светильник построен по схеме с балластным резистором и его сопротивление известно (или его можно измерить), то напряжение светодиода можно определить расчетным способом. Для этого надо знать рабочий ток. В этом случае надо рассчитать:

• падение напряжения на резисторе – Uрезистора=Iраб*Rрезистора;
• падение напряжения на цепочке LED – Uled=Uпитания – Uрезистора;
• разделить Uled на количество приборов в цепочке.

Если Iраб неизвестен, его можно принять равным 20-25 мА (схема с резистором применяется для маломощных фонарей). Точность будет приемлема для практических целей.

Сколько вольт имеет прямое напряжение светодиода

Вольт-амперная характеристика LED.

Если изучить стандартную вольт-амперную характеристику светодиода, можно заметить на ней несколько характерных точек:

1. В точке 1 p-n переход начинает открываться. Через него начинает идти ток и LED начинает светиться.
2. При увеличении напряжения ток достигает рабочего значения (в данном случае 20 мА), и в точке 2 напряжение является рабочим для данного LED, яркость свечения становится оптимальной.
3. При дальнейшем увеличении напряжения ток растет, и в точке 3 достигает своего максимально допустимого значения. После этого он быстро выходит из строя, а кривая ВАХ растет только теоретически (штриховой участок).

Надо заметить, что после окончания перегиба и выхода на линейный участок ВАХ имеет большую крутизну, что ведет к двум последствиям:

• при увеличении тока (например, при неисправности драйвера или отсутствии балластного резистора) напряжение растет слабо, поэтому можно говорить о постоянном падении напряжения на p-n переходе, независимо от рабочего тока (эффект стабилизации);
• при небольшом увеличении напряжения ток растет быстро.

Поэтому заметно увеличивать напряжение на элементе относительно рабочего нельзя.

Как применять мигающий светодиод

Несложно заметить, что в схемах светодиод используется обычный. Мигающий отличается наличием собственной ёмкости и большого сопротивления контактов. Эти параметры простым путём измеряются при помощи тестера. Для успешного хода опытов небесполезно узнать, что более длинная ножка светодиода считается анодом, и сюда нужно аккуратно подать плюс. Элемент не терпит высоких обратных напряжений и непременно сломается, если не соблюдать предосторожностей.

После измерений тестером рекомендуется нарисовать эквивалентную схему светодиода. Нарисовать на ней ёмкость и сопротивление. Потом расчёт времени переключения ведётся с использованием материала из разделов портала:

1. Параллельное и последовательное соединение проводников.
2. Последовательное соединение конденсаторов.
3. Параллельное соединение конденсаторов.

Информация из топиков поможет рассчитать характеристики практически любого соединения пассивных элементов. После этого вычисляется постоянная цепи заряда. Это делается перемножением номиналов R и С. Время полного перехода системы из одного состояния в другое равно трём вычисленным периодам. К примеру, для ёмкости 10 мкФ и конденсатора 20 кОм величина составит 200 мс. Следовательно, светодиод станет мигать с частотой порядка 2-3 Гц, два или три раза в секунду.

На сколько вольт бывают светодиоды

Параметры светодиодов большей частью зависят от материала, из которого изготовлен p-n переход, хотя часть характеристик все же зависит от конструктива. Типовые значения рабочего напряжения и цвет свечения для маломощных элементов при токе 20 мА сведены в таблицу:

Мощные осветительные светодиоды работают при больших токах. Так, кристалл популярного LED 5730 предназначен для длительной эксплуатации при токе 150 мА. Но из-за крутой ВАХ, стабилизирующей падение напряжения, его Uраб составляет около 3,2 В, что укладывается в указанное в таблице значение.

Как определить напряжение светодиода

Самый очевидный метод определения напряжения полупроводникового прибора – это использовать регулируемый источник питания. Если блок питания регулируется с нуля и при этом возможен контроль тока (а еще лучше – его ограничение), то больше ничего не нужно.

Надо подключить LED к источнику, строго соблюдая полярность. Дальше надо плавно поднимать напряжение (до 3..3,5 В). При определенном напряжении светодиод вспыхнет в полную силу. Этот уровень будет примерно соответствовать рабочему току, который можно считать по амперметру. Если у прибора нет встроенного амперметра, то крайне желательно контролировать ток по внешнему прибору.

Проверка светодиода с помощью регулируемого источника питания.

Такой метод применим к приборам оптического диапазона. Свечение УФ- и ИК-светодиодов не видно человеческим зрением, но в последнем случае можно наблюдать за включением LED через камеру смартфона. Таким методом можно отследить появление инфракрасного излучения.

Свечение ИК-светодиода не видно невооруженным глазом, но наблюдается через камеру смартфона.

Важно! При подъеме напряжения не превышать предел 3..3,5 В! Если светодиод при таких условиях не горит, возможна неверная полярность подключения прибора. Он может выйти из строя из-за превышения предела обратного напряжения.

Если регулируемого источника нет, можно взять обычный блок питания с фиксированным выходом, заведомо превышающим предполагаемое напряжение светодиода. Или даже батарейку на 9 В, но в этом случае можно будет проверить только светодиод небольшой мощности. К светоизлучающему элементу надо последовательно припаять резистор так, чтобы ток в цепи не превысил верхний предел. Если предполагается, что LED маломощный и работает при токе не более 20 мА, то для источника с выходным напряжением 12 В резистор должен быть около 500 Ом. Если используется мощный осветительный прибор (например, типоразмера 5730) с током 150 мА (батарейка такой ток обеспечит не всегда), то резистор должен быть около 10 Ом. Надо подключить цепочку к источнику постоянного напряжения, убедиться в зажигании LED и замерить падение напряжения на нем.

Светодиод с припаянным резистором.

Существуют и альтернативные способы узнать, на сколько вольт рассчитан светодиод.

Мультиметром

Правильная полярность подключения LED к тестеру.

У некоторых мультиметров напряжение, подаваемое на клеммы в режиме тестирования диодов, достаточно велико для зажигания LED. Такой измерительный прибор можно использовать для определения рабочего напряжения светодиода, одновременно проверяя цоколевку полупроводникового элемента. При верном подключении p-n переход начнет светиться, а тестер покажет какое-то сопротивление (зависит от типа LED). Проблема этого метода в том, что для замера фактического значения Uрабочего на выводах светодиода потребуется второй мультиметр. И другой момент: измерительного напряжения мультиметра вряд ли будет достаточно для вывода светодиода в рабочую точку по току. Визуально это заметно по недостаточно яркому свечению, а для замеров это будет означать, что светодиод не вышел на линейную часть ВАХ и фактическое значение рабочего напряжения будет выше.

Установка светодиода вместо лампы накаливания

У многих в старых вещах пылятся коногонки или фонари на лампе накаливания и вы можете легко сделать его светодиодным. Для этого есть либо готовые решения, либо самодельные.

С помощью разбитой лампочки и светодиодов, если добавить немного смекалки и припоя, можно сделать отличную замену.

Железный бочонок в данном случае нужен для улучшения отвода тепла от LED. Далее нужно припаять все детали друг к другу и закрепить клеем.

При сборке будьте аккуратны – избегайте замыкания выводов, в этом поможет термоклей или термоусадочная трубка. Центральный контакт лампы нужно распаять – образуется отверстие. Продеть через него вывод резистора.

Дальше нужно припаять свободный вывод светодиода к цоколю, а резистора к центральному контакту. Для напряжения 12 вольт нужен резистор 500 Ом, а для напряжения в 5 В – 50-100 Ом, для питания от Li-ion 3.7В аккумулятора – 10-25Ом.

Как сделать из лампы накаливания светодиодную

Подобрать светодиод для фонарика гораздо сложнее чем его заменить. Нужно учитывать массу параметров: от яркости и угла рассеивания, до нагрева корпуса.

Кроме того, нельзя забывать об источнике питания для диодов. Если вы освоите все описанное выше – ваши приборы будут светить долго и качественно!

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:)

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

Как узнать на какое напряжение рассчитан светодиод

Все вышесказанное относится к обычным LED, работающим без дополнительных встроенных элементов. Существующие технологии позволяют встраивать в корпус прибора добавочные комплектующие. Например, гасящие резисторы. Так получают светодиоды на большее напряжение – 5,12 или 220 В. Визуально определить напряжение зажигания таких приборов практически невозможно. Поэтому остается один путь.

Если предыдущие способы не дали результата и есть уверенность, что LED исправен, надо пробовать подавать на него повышенное напряжение. Сначала 5 В, потом увеличить напряжение до 12 В, если результата нет – можно попробовать повышать далее, вплоть до 220 В. Но до таких величин лучше не экспериментировать – это напряжение опасно для человека. Кроме того, в случае ошибки можно получить разрушение корпуса светодиода. При этом может произойти небольшой хлопок, оплавление изоляции проводов, возгорание и т.д. В настоящее время технологии шагнули далеко вперед, и светодиод стоит не настолько дорого, чтобы из-за него рисковать оборудованием и здоровьем.

Закрепляем знания при помощи видео:

Многокристальные белые светодиоды

Если в один корпус поместить сразу три светодиода красного, синего и зеленого цветов, то в результате можно будет увидеть белый свет. Это принцип работы многокристального белого источника излучения.

Надо заметить, что встречаются и другие наборы кристаллов, но красно-сине-зеленый является самым распространенным. Его схема получила название RGB. Если вы внимательный человек, то могли замечать такую маркировку на многоцветной светодиодной ленте.

Цветопередача белых светодиодов на основе схемы RGB не очень хорошая, зато у них легко регулируется тон свечения. Это свойство используют в декоративном, праздничном освещении, в освещении, не требующем высокого качества цвета, но позволяющем подчеркнуть некоторые внешние характеристики объекта, как в рекламе.

Потомственный мастер

Электричество, сантехника, установка бытовой техники. Просто о сложном

Параметры светодиодов

Здравствуйте! Уже давно в нашу жизнь ворвались светодиоды. Они использовались и раньше, но были очень малой световой мощности и в основном применялись для индикации. Сейчас же это довольно перспективная и широкая линейка продукции, позволяющая не только экономить на электричестве, но и очень сильно помогать в преображении дизайна. В этой статье я расскажу о том, что такое светодиод и массу полезных советов, как продлить им жизнь, особенно, если вы сами что-то пытаетесь из них собрать.

Управление светодиодами

Ну что ж, начну потихоньку удивлять. Мы все привыкли к тому, что бóльшая часть электроприборов работает от напряжения. У светодиодов несколько другой принцип работы. Для них более важен ток, нежели напряжение. А исходя из закона Ома , регулировать ток мы можем напряжением. И здесь мы подходим к одной важной вещи. Самый идеальный вариант для светодиода, когда мы стабилизируем не напряжение, а ток. А тут мы подходим к такой важной вещи, как зависимость срока службы светодиода.

Срок службы светодиодов

А вся загвоздка в том, что небольшая перегрузка, как и недогрузка способны сильно сократить или увеличить, соответственно, срок службы светодиода. А чтобы понять эту особенность, надо рассмотреть конструкцию светодиода. На картинке вы видите, что непосредственно элемент, который преобразует электрическую энергию в световую очень маленький по размерам. При этом надо понимать, что ток, совершающий работу, нагревает металл. Собственно, свет, который мы видим, это и есть следствие разогрева металла до такой температуры, что метал начинает светиться. Стандартный срок службы светодиода от 30000 до 70000 часов (в зависимости от производителя и применяемых материалов). Конструкция светодиодов рассчитана таким образом, что тепло, вырабатываемое им, успевает рассеяться. Ну а дальше простая логика. Если мы снижаем ток, т.е. недогружаем светодиод, температура кристалла ниже расчётной и срок службы увеличивается, но вместе с тем снижается и яркость. И наоборот, если перегружаем светодиод, яркость свечения и износ кристалла увеличивается вследствие перегрева. И хотя яркость свечения увеличивается или уменьшается, говорить об ощутимой разнице не приходится. Можно сделать вывод, что немного недогрузив светодиод мы значительно увеличим срок службы при небольшой потере яркости.

Цвета светодиодов

В настоящее время цветовая гамма очень богатая, но при всем разнообразии, пока не удалось получить светодиод белого цвета. И для получения белого цвета применяется ультрафиолетовый кристалл с люминофором или три кристалла (красный, зеленый и синий), сумма цветов которых, через специальную согласующую линзу даёт белый свет, или подобный результат дают различные комбинации цветных светодиодов с люминофором. А это еще один момент, который объясняет сокращение срока службы — от увеличенного нагрева люминофор выгорает гораздо быстрее самого кристалла и у светодиода либо происходит смещение цветовой температуры или спектр смещается в ультрафиолетовый, плюс износ кристалла и, в результате, необратимое снижение яркости.

Вольт-амперная характеристика светодиодов

Конечно, для каждого типа светодиода своя характеристика, но в целом она более или менее для всех одинаковая. Если внимательно посмотрите, то увидите, что свечение начинает появляться при напряжении примерно 2,4 вольта, оптимальный режим работы при напряжении 3,1-3,2 вольта, а при напряжении 3,3-3,4 вольта получаем перегрузку аж 50%. В то время, как при напряжении 2,7-2,8 вольта получаем недогрузку в 50%. Теперь произведем несложный расчет. Отправная точка рабочее напряжение 3,2 вольта. Вычитаем 2,7 вольта и получаем разницу 0,5 вольт (50% недогрузки) или добавляем 0,1-0,2 вольта и получаем перегрузку в 50%. Отсюда делаем вывод: если рабочее напряжение понизить на 0,1 вольта, яркость снизится ненамного, но срок службы увеличивается, а если увеличить на 0,1 вольта то получаем очень серьезную перегрузку и очень сильное сокращение срока службы.

Зависимость тока светодиода от нагрева

Ещё одна особенность светодиода заключается в следующем… Предположим, мы имеем светодиод рассчитанный на работу 3 вольта. Допустим, что у нас имеется стабилизированный источник напряжения на 3 вольта. Но беда в том, что сопротивление светодиода нелинейное, то есть, не поддаётся простому закону Ома. А если ещё точнее, сопротивление светодиода зависит не только от приложенного напряжения, но и от температуры кристалла. И чем температура выше, тем меньше сопротивление светодиода, а чем оно меньше, тем больше ток. А, как вы уже могли понять, именно величина тока влияет на срок службы светодиода. Что ещё раз говорит о том, что для светодиода величина тока гораздо важнее, чем величина напряжения.

Инертность светодиодов

Светодиод практически не имеет инерции, то есть он мгновенно реагирует на изменение напряжения, мгновенно загорается и так же мгновенно гаснет. Это подводит нас к ещё одному выводу — даже быстрый импульс (скачок напряжения) способен очень сильно перегрузить светодиод и даже привести к перегоранию светодиода. Один такой импульс может стоить светодиоду нескольких лет «жизни».

Диммирование светодиодов

Обратное напряжение светодиода

Светодиод мало чем отличается от обычного диода, за исключением того, что светодиод ещё и светится. То есть, светодиод пропускает ток только в одном направлении. Но есть и обратная сторона медали, которую надо учитывать при работе светодиода на переменном напряжении. На графике видно, что прохождение тока в прямом направлении более или менее плавное и больше напоминает параболу. Но при обратном напряжении ток растёт очень медленно, пока не достигает какого-то критического значения, а дальше происходит пробой p-n перехода и лавинообразное увеличение тока. Как говорят медики в этом случае — пациент получает повреждения несовместимые с жизнью. Другими словами, светодиод может выдержать кратковременную перегрузку в прямом направлении, но тут же сгорит при перегрузке в обратном направлении. Об этом параметре надо помнить, если использовать светодиод в переменном напряжении.

Подведём итоги

К светодиоду нельзя относиться, как к обычной лампочке. Яркость светодиода можно регулировать и довольно в широких пределах, но делать это лучше от минимума до нормы и забыть про регулировку за пределами нормы. Значительного увеличения яркости вы не получите, но срок службы снизится. Питание светодиодов можно организовать стабилизированным напряжением или стабилизированным током. Стабилизация напряжения довольно грубый метод, поскольку не учитывает особенности светодиодов, у которых при нагреве уменьшается сопротивление и возрастает ток. Поэтому есть смысл предпочесть питание при помощи стабилизированного тока. Это наиболее предпочтительная схема, поскольку в данном случае практически исключена возможность перегрузки светодиода. Ну и закончим на том, что светодиод лучше немного недогрузить с небольшой потерей яркости и значительно увеличить срок службы, чем наоборот. Причём, уменьшение на 0,1 вольта не страшно, гораздо страшнее увеличение на 0,1 вольта. Но регулировать яркость лучше не банальным снижением напряжения, а применять ШИМ -контроллер.

Ну а на этом обзор особенностей работы светодиода я закончу. В следующих статьях будем знакомиться с различными схемами включения светодиодов и светодиодных лент.

С наилучшими пожеланиями, Я!

Параметры светодиодов : 1 комментарий

1. AlexA, aka Alexander Adamenko26.02.2017 в 13:59

Если сравнивать светодиод с другими полупроводниковыми приборами, ближайшим по параметрам будет всё-же стабилитрон… Он, конечно, тоже диод, но вот ВАХи его и светодиода практически идентичны, т.к. нормальная работа приборов находится в зоне пробоя.
По поводу спектра: он определяется шириной запрещенной зоны PN перехода, отсюда и проблемы в получении нужного спектра. Не так уж велик выбор полупроводников: Ge, Si, GaAs, и некоторые органические соединения. Прорывом было создание гетероструктур способных излучать ультрафиолет, а дальше дело техники, вторичная эмиссия в люминофорах позволила добиться необходимых результатов. Именно за эти исследования Жорес Алферов стал лоуреатом Нобелевской премии в области физики в 2000году.

Добавить комментарий Отменить ответ

Рубрики

• ЗОЖ и лечебное голодание (1)
• онлайн калькуляторы (3)
• Основы электротехники (6)
• Отзывы и пожелания (1)
• Прочее (3)
• Ремонт в доме (3)
• Ремонт своими руками (7)
• Рубрики сайта (4)
• Советы электрика (24)
• Установка бытовой техники (11)
• Установка и подключение (6)
• Электробезопасность (4)
• Электропроводка и ее соединения (7)
• Это должен знать каждый (1)

Как со мной связаться

По телефонам:
89145792216 (доступен WhatsApp)
89140486361

Время работы
Понедельник—Суббота: 8:00–20:00
Воскресенье: выходной
Срочный вызов (в течение часа), если такая возможность имеется оплачивается по двойному тарифу.
Вызов вне рабочего времени от 1500 рублей.