Как узнать рабочее напряжение светодиода. Какие существуют способы измерения напряжения светодиода. Как правильно подобрать напряжение питания для светодиода. На что обратить внимание при определении характеристик светодиода.
Основные характеристики светодиодов
Светодиод — это полупроводниковый прибор, излучающий свет при прохождении через него электрического тока. Ключевыми параметрами светодиода являются:
- Рабочее напряжение
- Номинальный ток
- Мощность
- Цвет свечения
- Яркость
Рабочее напряжение — это то напряжение, которое необходимо подать на светодиод для его нормальной работы. Оно зависит от типа полупроводника, из которого изготовлен кристалл светодиода.
Почему важно знать напряжение светодиода?
Знание правильного рабочего напряжения светодиода критически важно по нескольким причинам:
- Позволяет подобрать подходящий источник питания
- Помогает рассчитать необходимый ограничительный резистор
- Защищает светодиод от перегрузки и выхода из строя
- Обеспечивает оптимальную яркость и срок службы
Подача слишком высокого напряжения может привести к перегреву и выходу светодиода из строя. А при недостаточном напряжении светодиод будет светить тускло или вообще не загорится.
Способы определения напряжения светодиода
Существует несколько методов, как узнать рабочее напряжение светодиода:
1. По маркировке и документации
Самый простой способ — посмотреть характеристики на упаковке светодиода или в документации производителя. Обычно там указывается рабочее напряжение и другие параметры.
2. По цвету свечения
Приблизительно определить напряжение можно по цвету светодиода:
- Красные, желтые, оранжевые: 1.8-2.4 В
- Зеленые: 2.0-3.0 В
- Синие, белые: 3.0-3.6 В
Однако этот метод дает лишь приблизительные значения.
3. Измерение мультиметром
Наиболее точный способ — измерить падение напряжения на светодиоде мультиметром. Для этого:
- Подключите светодиод через токоограничивающий резистор к источнику питания
- Установите мультиметр в режим измерения напряжения
- Подключите щупы мультиметра параллельно светодиоду
- Считайте показания — это и будет рабочее напряжение
Как правильно измерить напряжение светодиода мультиметром?
Для точного измерения напряжения светодиода мультиметром следуйте этой инструкции:
- Возьмите источник питания с регулируемым напряжением
- Подключите последовательно: источник питания — резистор 1 кОм — светодиод
- Плавно повышайте напряжение источника до нормальной яркости светодиода
- Измерьте напряжение на светодиоде мультиметром
- Полученное значение и будет рабочим напряжением
Важно использовать токоограничивающий резистор, чтобы не повредить светодиод при измерении.
Таблица типовых напряжений для разных светодиодов
Вот ориентировочные значения рабочего напряжения для распространенных типов светодиодов:
| Тип светодиода | Рабочее напряжение |
|---|---|
| Красный 5 мм | 1.8-2.2 В |
| Зеленый 5 мм | 2.0-2.5 В |
| Синий 5 мм | 3.0-3.4 В |
| Белый 5 мм | 3.2-3.6 В |
| RGB 5 мм | 3.2-3.4 В |
Помните, что это лишь ориентировочные значения. Точное напряжение конкретного светодиода может отличаться.
Как рассчитать ограничительный резистор для светодиода?
Зная рабочее напряжение светодиода, можно рассчитать номинал ограничительного резистора по формуле:
R = (U_пит — U_св) / I_св
Где:
- R — сопротивление резистора (Ом)
- U_пит — напряжение источника питания (В)
- U_св — рабочее напряжение светодиода (В)
- I_св — номинальный ток светодиода (А)
Например, для светодиода с U_св = 2В и I_св = 20мА при питании от 5В:
R = (5В — 2В) / 0.02А = 150 Ом
Особенности определения напряжения для мощных светодиодов
Мощные светодиоды (1Вт и более) имеют некоторые особенности:
- Более высокое рабочее напряжение (3-4В)
- Больший рабочий ток (350-700 мА)
- Требуют стабилизации тока, а не напряжения
- Нуждаются в эффективном теплоотводе
Для питания мощных светодиодов лучше использовать специализированные LED-драйверы вместо простых резисторов.
Что делать, если неизвестны характеристики светодиода?
Если у вас нет никакой информации о параметрах светодиода, действуйте по такому алгоритму:
- Определите примерный тип по внешнему виду (индикаторный, мощный и т.д.)
- Подключите через резистор 1 кОм к источнику 5В
- Если светодиод загорелся — измерьте напряжение на нем
- Если не загорелся — попробуйте подключить к 12В через резистор 2-3 кОм
- Постепенно уменьшайте сопротивление до нормальной яркости
- Измерьте напряжение и ток при нормальном свечении
Будьте осторожны и не превышайте максимально допустимые параметры светодиода.
Влияние температуры на напряжение светодиода
Рабочее напряжение светодиода зависит от температуры. При нагреве напряжение падает примерно на 2 мВ на каждый градус повышения температуры.
Это нужно учитывать при проектировании схем со светодиодами:
- Предусматривать запас по напряжению питания
- Обеспечивать эффективный теплоотвод
- Использовать температурную компенсацию в драйверах
Особенно критично влияние температуры для мощных светодиодов и светодиодных матриц.
Заключение
Правильное определение рабочего напряжения — важный этап при работе со светодиодами. Это позволяет обеспечить оптимальный режим работы, максимальную яркость и долгий срок службы. Используйте описанные методы для точного определения параметров ваших светодиодов.
Как определить на сколько вольт светодиод
Самый лучший способ узнать мощность светодиода — это посмотреть рабочие характеристики на упаковке изделия. Зная марку и модель можно найти его характеристики в Интернете. В противном случае, останется только два способа: проверить мультиметром или постараться определить по внешнему виду, о них мы и поговорим в этой статье. Мощность светодиода нужна для выбора подходящего источника питания. Зная потребление светодиода, мы можем подобрать нужный ему блок питания. Расчет по мощности позволит избежать проблем при дальнейшей работе или сэкономить средства.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- LED calculator
- Как узнать мощность светодиода
- Проверка (прозвонка) светодиода мультиметром
- Как определить параметры светодиода?
- Как определить на сколько вольт светодиод?
- Как понять, на сколько вольт рассчитан светодиод
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Измерение светодиодов.
LED calculator
Конечно, мы все прекрасно знаем, что главным параметром всех светодиодов является номинальный ток. Но кроме этого, так же очень важно знать, на какое напряжение рассчитан светодиод. Хочу сразу сказать, что под аббревиатурой напряжение светодиода подразумевается разница потенциалов на p — n переходе в открытом состоянии.
Этот параметр имеет справочный характер и его можно посмотреть в технической документации, где также указаны и другие параметры светодиодов. Но зачастую у нас нет под рукой документов на светодиод, который мы нашли у себя в запасах.
А вот как узнать падение напряжения в этом случае мы и поговорим в статье. Итак, у вас есть светодиод, но при этом нет на него документов. Цвет, которым светится светодиод, может вам о многом рассказать, как сам корпус, форма и размеры полупроводникового прибора.
Если у светодиода корпус из прозрачного компаунда, то каким цветом он светится без его подключения загадка.
Чтобы определить, а заодно и проверить исправность светодиода, нам потребуется мультиметр. Переводим переключатель в положение прозвонка и щупами касаемся поочередно выводов диода. При этом у рабочего светодиода в прямом смещении вы увидите, что он слегка засветится. Таким нехитрым способом вы определили цвет и исправность самого светодиода.
Почему именно важен цвет свечения? Да все просто. Светодиоды разных цветов изготавливаются из различных полупроводниковых компонентов. Именно химия полупроводника во многом определяет, какое падение напряжения будет на P-N переходе. Но так как во время производства применяется множество химических элементов, то лишь по цвету можно определить только приблизительно на какое напряжение рассчитан тот или иной светодиод.
Если вы знаете какого цвета ваш светодиод, то вполне можно найти в интернете техническую документацию на светодиоды похожей конструкции, но обязательно одного цвета.
Для того, чтобы на практике определить напряжение кроме самого светодиода понадобится еще резистор на сопротивление Ом можно больше , регулируемый блок питания, например как у меня. Собираем все наши детали вот по этой схеме:. Тут все очень просто: через резистор мы ограничиваем ток, а мультиметром мы контролируем прямое падение напряжения на светодиоде.
И проверка выглядит следующим образом: от регулируемого источника питания плавно с нуля начинаем подавать напряжение. Как только его величина подберется к порогу срабатывания, светодиод засветится. При дальнейшем повышении напряжения яркость свечения достигнет своего номинала и показания мультиметра в режиме вольтметра перестанут расти. Это будет указывать на то, что p — n переход полностью открыт и дальнейшее увеличение напряжения на блоке питания будет прикладываться исключительно к резистору.
Вот эти показания на мультиметре и будут указывать на номинальное прямое напряжение светодиода. Вот такими нехитрыми способами можно найти напряжение светодиода.
Если понравилась статья, то оцените ее лайком. Спасибо за ваше внимание!
Как узнать мощность светодиода
В связи с глобальным развитием технологий широкое применение в электронике получили светодиоды. Они обладают множеством особенностей, из которых можно выделить компактность и яркое свечение. Помимо номинального тока, который является их главным параметром, нужно знать рабочее напряжение светодиодов. Этот параметр часто используют для проведения расчетов. Если правильно подобрать параметры устройства, можно продлить срок его службы.
Для того чтобы определить, на сколько вольт светодиод, можно воспользоваться теоретическим и практическим методами. Они оба.
Проверка (прозвонка) светодиода мультиметром
Разбирая на детали старые или нерабочие устройства часто можно найти светодиоды.
Однако в большинстве случаем на них отсутствует какая-либо маркировка или другие опознавательные знаки. Поэтому определить их параметры по справочнику попросту невозможно. Отсюда возникает вполне естественный вопрос: как определить параметры светодиода? Опытные электронщики таким вопросом практически не задаются, поскольку могут с достаточной точностью определить параметры такого полупроводникового прибора, ориентируясь лишь на его внешний вид и зная некоторые нюансы, присущие большинству светодиодов. Эти нюансы рассмотрим и мы. Первым делом заметим, что светодиод характеризуется тремя электрическими параметрами световые характеристики мы рассматривать не будем :. Когда говорят 2-х вольтный или 3-х вольтный светодиод, то это имеется в виду данный параметр;. Измеряется в ваттах. Значение данного параметра с высокой точностью можно определить самостоятельно, умножив ток на напряжение.
Как определить параметры светодиода?
Излучаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра.
Диапазон излучения светодиода во многом зависит от химического состава использованных полупроводников. Не все полупроводниковые материалы эффективно испускают свет при рекомбинации. Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета GaN до среднего инфракрасного диапазона PbS. Диоды, сделанные из непрямозонных полупроводников например, кремния , германия или карбида кремния , свет практически не излучают.
С каждым годом рынок электронных компонентов расширяется, с ним увеличивается и ассортимент предоставляемых им товаров.
Как определить на сколько вольт светодиод?
Существует несколько методов как определить на сколько вольт светодиод. Один из них — довольно простой и не всегда срабатывает. Другой же — требует дополнительно аппаратуры и небольших познаний в электронике. В любом случае, они пользуются популярностью среди обладателей светодиодных лент , фонариков и других приспособлений. В основе такого устройства лежит небольшой полупроводниковый кристалл.
Когда через него проходит электроток — происходит выброс фотонов, что приводит к свечению.
Как понять, на сколько вольт рассчитан светодиод
Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Квадрокоптер летит токо в верх модель YH 1 ставка. Не взлетает квадрокоптер 1 ставка. Перестал работать Mi band 4 1 ставка. А разве понятие «эфир» можно всерьёз рассматривать в электронике?
Напряжение он возьмёт столько, сколько ему надо, а вот ток нужно ограничить. Падение напряжения типичного белого светодиода – 3,2 Вольта . Но у.
Теория и практика. Кейсы, схемы, примеры и технические решения, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео.
Давайте научимся ими пользоваться. Переведите тестер в режим проверки транзисторов — Hfe и вставьте светодиод в разъём, как на картинке ниже. Как проверить светодиод на работоспособность? Вы видите свечение?
При подключении соблюдайте полярность светодиодов.
Поиск по тем данным, что указаны на линейке ничего не дал.
Всё что я понял, так это то что здесь 90 светодиодов и размер каждого 4 на 1. А хотелось бы подобрать блок к этой линейке. Таких оказалось довольно много и поэтому вариант с «просто забить и купить нормальную ленту с известными параметрами» хотелось бы рассматривать в последнюю очередь. Предполагаю что 15s 6p значит что 6 параллельных кусков по 15 светодиодов.
Определить полярность светодиода можно несколькими способами:. Чаще всего применяется визуальный осмотр прибора. Производители стараются указывать маркировку и метки, по которым можно определить, где плюс и минус у светодиода. Все приведенные методы просты, и их может использовать человек без соответствующих знаний.
Как узнать на сколько вольт диод
Излучаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра. Диапазон излучения светодиода во многом зависит от химического состава использованных полупроводников. Не все полупроводниковые материалы эффективно испускают свет при рекомбинации.
Варьируя состав полупроводников, можно создавать светодиоды для всевозможных длин волн от ультрафиолета GaN до среднего инфракрасного диапазона PbS.
Поиск данных по Вашему запросу:
Как узнать на сколько вольт диод
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Как понять, на сколько вольт рассчитан светодиод
- Как узнать мощность светодиода
- Как определить мощность светодиода
- Проверка диодов мультиметром
- Светодиод сколько вольт – Как определить на сколько вольт светодиод
- Как проверить диод?
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как проверить светодиод тестером
Как понять, на сколько вольт рассчитан светодиод
С годами рынок предлагает все большее разнообразие светодиодов. Они отличаются цветом, напряжением, мощностью и т. Если вам в руки попался светодиод и вы хотите его использовать, то непременно нужно разобраться какой мощности это устройство, иначе можно элементарно спалить его. Как определить мощность светодиода? Об этом расскажем в данной статье. Светодиод представляет собой полупроводниковый кристалл. Он может быть в корпусе или без него, но в любом случае у него будет два вывода: положительный и отрицательный.
Мощностью светодиодов часто называют показатели в ваттах. Однако это не совсем верно. Это делается для простоты понимания. У светодиодов есть показатель максимума рабочего тока, при котором он может работать. А мощность зависит от количества тока, который вы ему дадите.
Так же их называют индикаторными. Их смело можно назвать самым распространенным видом светодиодов. Они небольшого размера миллиметров в диаметре. Индикаторными их называют по самому частому применению — вы наверняка их видели практически во всей бытовой технике.
Практически все белые маломощные светодиоды обладают параметрами 20МА 3,2 вольт. То есть его мощность — 0,06ватт. Так же к этому виду светодиодов относят светодиоды поверхностного монтажа или SMD — светодиоды. Это светодиоды, которые подсвечивают экраны, кнопки и т. Так же из них делают светодиодные ленты, часто используемые для декорирования помещений. Ленты бывают либо SMD , либо SMD делается как раз из таких индикаторных светодиодов.
А вот SMD сделаны из соединенных по трое светодиодов. Их мощность — в районе 0,2 ватта. Что касается брендовых, они всем хороши, кроме, пожалуй, завышенной цены. Зато приобретая такие светодиоды, вы будете уверены в их качестве, к тому же все показатели, в том числе и мощность, указаны в инструкции.
Так же нужно учитывать, что подобные компании выпускают светодиоды для заводской сборки. Вручную это тоже можно сделать, но будет гораздо сложнее. Китайские светодиоды обладают гораздо большим ассортиментом. Но при всем многообразии китайские светодиоды грешат отклонениями от стандартов точнее одних стандартов просто нет , и невысоким качеством.
Обычный светодиод китайского производства обладает мощностью примерно в 2,6 ватта. Так же выпускают светодиоды с увеличенным кристаллом. Если вам нужно добиться максимальной экономичности светильника — используйте светодиоды, которые дают около Лм на ватт.
Ток для них должен быть не более мА. При хорошем отводе тепла такие светодиоды будут работать бесконечно долго. Если главное яркость, то чипы mil на токе в мА будут неплохим решением. Допустим, вы просто нашли у себя на столе светодиод.
Никаких данных о нем нет. Как быть в таком случае? Самый простой способ — включаете его на низковольтном питании последовательно с резистором на 1 — 1,5 кОМ.
Практически любой светодиод будет работать. Но если нужны более точные показатели, делаем следующее: соотносим показатели по внешнему виду. Маленькие мм :. Светодиодные ленты ток — 12 или 24 ватт, напряжение — рассчитывается в зависимости от длины ленты. К лазерным светодиодам эта техника неприменима! Подключаете светодиод к резистору и блоку питания.
Соблюдайте полярность! Ее тоже можно определить с помощью мультиметра. Плавно увеличивайте напряжение на блоке питания, сравнивая показатели на нем и на светодиоде. Удобнее будет использовать блок питания, который показывает рабочее напряжение, или использовать два вольтметра. Что будет происходить?
Важно, чтобы светодиод светился с нормальной яркостью. Далее на блоке питания ставим 0 вольт, подключаем напрямую или через резистор на 10Ом светодиод. В цепь подключаем и миллиамперметр. Постепенно поднимаете напряжение до рассчитанного.
Совет Не зная точных показателей светодиода, не давайте ему ток более мА. Если все-таки необходимо больше — подготовьте сильный теплоотвод.
Примерно при токе в мА светодиоду будет нужно около 80 кв. Оптимальная температура — 60 по Цельсию. Расчет резистора для светодиода онлайн калькулятор. Виды светодиодов Использование в авто Подключение, установка Практическое применение Своими руками Работа светодиодов.
Мы в соцсетях:. Содержание статьи 1 Светодиоды малой мощности 2 Мощные светодиоды 3 Какой ток даст максимальную мощность светодиода? Похожие статьи. Контроль изоляции с помощью прибора Ф Контролировать изоляцию можно с помощью Подсветка потолка светодиодной лентой Светодиоды прекрасны тем, что с Функции и область применения отражателей для светодиодов Отражатели для светодиодов могут принимать различные формы, разбиваться на бесчисленное количество Тонкости работы со светодиодами, или для чего нужно охлаждение Радиаторы для светодиодов могут в десятки раз увеличить время работы устройства, Что обозначают характеристики светодиодных фонариков простым языком Брелок-фонарик со светодиодом хорош в качестве сувенира, но вряд ли поможет Принцип регулировки яркости светодиодов Есть несколько методов, позволяющих управлять яркостью светодиодной лампы.
Схема регулировки яркости Современный рассеиватель света. Какой он? Рассеиватель необходим, чтобы сделать освещение более мягким и равномерным. Современный рассеиватель Характеристики светодиодов различного назначения Характеристики светодиодов мощностью до 1 ватта. Стабилизатор тока для светодиодов Что такое стабилизатор тока?
Виды стабилизаторов тока для светодиодов и принцип Линзы для мощных светодиодов Вторичная оптика: линзы для мощных светодиодов.
Свет в цвете Светодиоды все больше используются во многих отраслях промышленности и быту, т. Плавное включение и выключение светодиодов Основные способы организации плавного включения и выключения светодиодов.
Как проверить светодиод тестером Простой способ проверки исправности светодиодов с помощью тестера. Коротко о принципе работы светодиода и его преимуществах Как работает светодиод и по какому принципу он устроен,. Размещение рекламы на сайте Обратная связь Карта сайта.
Как узнать мощность светодиода
Вы закончили изучать простые, пассивные компоненты, которыми являются резисторы, конденсаторы и индукторы? Тогда пришло время перейти к прекрасному миру полупроводников.
Одним из наиболее широко используемых полупроводниковых компонентов является диод. Ключевая функция идеального диода — контролировать направление тока.
Неправильная постановка вопроса. Имеет смысл только мощность. Светодиод НЕЛЬЗЯ напрямую питать от источника напряжения. Либо питать от.
Как определить мощность светодиода
При подключении соблюдайте полярность светодиодов. О том, как определить полярность читайте здесь и здесь. Светодиоды большой мощности необходимо питать через LED драйвер. Читайте форум по питанию светодиодов и источников света. Оставить комментарий. Обнаружен блокировщик рекламы. Сайт Паяльник существует только за счет рекламы, поэтому мы были бы Вам благодарны если Вы внесете сайт в список исключений. Как это сделать? Главная Он-лайн калькуляторы.
Проверка диодов мультиметром
Конечно, мы все прекрасно знаем, что главным параметром всех светодиодов является номинальный ток. Но кроме этого, так же очень важно знать, на какое напряжение рассчитан светодиод.
Хочу сразу сказать, что под аббревиатурой напряжение светодиода подразумевается разница потенциалов на p — n переходе в открытом состоянии. Этот параметр имеет справочный характер и его можно посмотреть в технической документации, где также указаны и другие параметры светодиодов. Но зачастую у нас нет под рукой документов на светодиод, который мы нашли у себя в запасах.
Регистрация Вход. Ответы Mail.
Светодиод сколько вольт – Как определить на сколько вольт светодиод
Давно прошли те времена, когда светодиоды применялись исключительно в качестве световых индикаторов. Сегодня это достойная альтернатива привычным в быту и промышленных условиях лампам накаливания. Благодаря расширяющемуся спектру применения LED-приборов открывается безграничный простор в сфере наполнения искусственным светом улиц и помещений. В основе работы LED-приборов лежит процесс пропускания фотонов через полупроводниковый кристаллик. Именно от применяемого материала зависит цвет возникающего свечения.
Совсем не светофильтры делают свечение красным или синим.
Как проверить диод?
И для любителей, и для профессионалов электроники очень важным умением является способность определить полярность где катод, а где анод и работоспособность диода. Так как мы знаем, что диод, по сути, является не более, чем односторонним клапаном для электричества, то вероятно, мы можем проверить его однонаправленный характер с помощью омметра, измеряющего сопротивление по постоянному току питающегося от батареи , как показано на рисунке ниже. При подключении диода одним способом мультиметр должен показать очень низкое сопротивление на рисунке a. При подключении диода другим способом мультиметр должен показать очень большое сопротивление на рисунке b некоторые модели цифровых мультиметров в этом случае показывают «OL». В большинстве цифровых мультиметров, которые я видел, красный вывод используется, как положительный, а черный, как отрицательный, в соответствии с соглашением о цветовой маркировке электроники.
Одна из проблем использования омметра для проверки диода заключается в том, что мы имеем только качественное значение, а не количественное.
Сколько собирал приборов — ни одного случая замыкания диодов не было. .. Источник питания 12 вольт 5А диод 3 вт мА вольт, ставлю.
Солнечный город — Обустройство, ремонт, полезные советы для дома и квартир. Существует несколько методов как определить на сколько вольт светодиод. Один из них — довольно простой и не всегда срабатывает.
Вспомните, как вы накачивали колесо велосипеда или автомобиля. Почему, когда вы убирали шланг насоса, воздух не выходил из колеса? Потому что на камере, в пипочке, куда вы вставляете шланг насоса, есть такая интересная штучка — ниппель. Вот он как раз пропускает воздух только в одном направлении, а в другом направлении блокирует его прохождение. Электроника — эта та же самая гидравлика или пневматика.
Хотя светодиоды светики используются в мире ещё с х годов, вопрос о том как их правильно подключать, актуален и сегодня.
Поиск новых сообщений в разделах Все новые сообщения Компьютерный форум Электроника и самоделки Софт и программы Общетематический. Как измерить сколько вольт потребляет светодиод? Сообщение от 12voLt. Подключи светодиод через резистор 1 кОм к источнику напряжения 12 вольт и измерь напряжение на нём, так ты узнаешь напряжение падения, потом можно будет рассчитать ток. Вот не могу согласиться, светодиоды вообще очень разные бывают и рабочее напряжение у них зависит в первую очередь от напряжения пн перехода Это же светодиод. Примерно определить это напряжение можно по цвету светодиода, так как для получения разного цвета используют различные полупроводники или их комбинации. Важно так же и мощность светодиода.
В связи с глобальным развитием технологий широкое применение в электронике получили светодиоды. Они обладают множеством особенностей, из которых можно выделить компактность и яркое свечение. Помимо номинального тока, который является их главным параметром, нужно знать рабочее напряжение светодиодов.
Этот параметр часто используют для проведения расчетов.
Как определить напряжение на светодиодах в цепи?
Простейшая модель уравнения светодиода имеет следующий вид:
$$V_D=V_{FWD}+R_{ON}\cdot I_D$$
Где \$V_{FWD}\$ и \$R_ {ON}\$ — это так называемые «параметры модели», которые определяют конкретное поведение конкретного диода. Вы должны предоставить их, чтобы получить количественные ответы.
Представленная выше модель основана на следующей идее. Предположим, вы делаете три измерения со светодиодом, получая как напряжение на светодиоде, так и ток через светодиод, и наносите их на график:0003
Если вы затем используете линейку и проведете линию через точки, вы можете обнаружить, что она пересекает ось Y в некотором значении. В приведенном выше случае он пересекается прямо в точке \$V_{FWD}=2,96\:\text{V}\$. В этом смысл \$V_{FWD}\$ в приведенной выше модели.
Это прогнозируемое значение, основанное на экстраполяции нескольких фактических точек, сделанных в другом месте на графике. Точно так же наклон линии, в данном случае с \$R_{ON}=2\:\Omega\$, обеспечивает другой параметр модели. (Вы можете вычислить их из набора необработанных точек данных, используя алгоритм «наименьших квадратов» для линий, если это необходимо.)
Схема с источником питания \$V=30\:\text{V}\$, резистором \$R=1\:\text{k}\Omega\$ и двумя добавленными светодиодами (все из них последовательно), дает следующий результат (\$2\$ происходит из-за того, что есть два светодиода последовательно):
$$30\:\text{V} — I_D\cdot R — 2\cdot \ left(V_{FWD}+R_{ON}\cdot I_D\right) = 0\:\text{V}$$
Это уравнение легко решается для \$I_D\$:
$$I_D=\frac {30\:\text{V} — 2\cdot V_{FWD}}{R+2\cdot R_{ON}}$$
(Вы должны решить и найти приведенное выше уравнение.)
Используя вашу таблицу информации о светодиодах, я могу получить любую из этих двух моделей и их прогнозы:
- \$V_{FWD}=2,96\:\textrm{V}\$ и \$R_{ON}=2 \:\Omega\$, \$\поэтому I_D=\frac{30\:\text{V} — 2\cdot 2.
96\:\textrm{V}}{1\:\text{k}\Omega+2 \cdot 2\:\Omega}\ок. 23,98\:\text{мА}\$ - \$V_{FWD}=3.00\:\textrm{V}\$ и \$R_{ON}=2\:\Omega\$, \$\поэтому I_D=\frac{30\:\text{V } — 2\cdot 3.00\:\textrm{V}}{1\:\text{k}\Omega+2\cdot 2\:\Omega}\приблизительно 23,90\:\text{мА}\$
Ни одно из них не соответствует указанному вами значению. Но они очень близки. Тот факт, что они не точны, предполагает, что либо я неправильно интерпретировал приведенную вами таблицу, либо при моделировании применялся другой тип модели светодиода.
Проблема с приведенной выше моделью заключается в том, что она предполагает, что светодиод ведет себя линейно, но на самом деле светодиоды не ведут себя таким образом. И приведенная выше модель работает только в очень небольшом диапазоне фактических токов, близких к «стандартному значению». Если сильно отклониться, то вся модель ломается и светодиод уже не соответствует ожиданиям.
Улучшенная модель светодиода выглядит так:
$$V_D=n\cdot V_T\cdot\operatorname{ln}\left(\frac{I_D}{I_{SAT}}+1\right)$$
Это один из двух эквивалентных способов записи широко известного уравнения Шокли, который обеспечивает гораздо лучшую модель светодиода в гораздо более широком диапазоне токов диода.
(Он по-прежнему не учитывает такие вещи, как выводной каркас, проволочное соединение и сопротивление проводов. Добавить их несложно, хотя это немного усложняет решение.)
Здесь \$V_T\$ — тепловая температура, которая рассчитывается как \$V_T=\frac{k\cdot T}{q}\$, где \$k\$ — постоянная Больцмана, \$q\$ — заряд электрона, а \$T\$ — абсолютная температура. При комнатной температуре \$V_T\примерно 26\:\text{мВ}\$. Это физический параметр и, строго говоря, не является параметром модели.
\$I_{SAT}\$ — ток насыщения. Это экстраполированное значение для светодиода (опять же), где оценка делается относительно точки пересечения оси (поскольку ее нельзя измерить напрямую). Это параметр модели светодиода.
\$n\$ — это коэффициент излучения, который больше или равен 1. Для светодиодов он часто приближается к 5 или 8 или даже больше. Это также параметр модели светодиода.
В этой новой модели необходимо решить новое уравнение:
$$V_{CC} — I_D\cdot R — 2\cdot \left[n\cdot V_T\cdot\operatorname{ln}\left(\frac {I_D}{I_{SAT}}+1\right)\right] = 0\:\text{V}$$
Решение для определения тока светодиода:
$$I_D = \frac{2\ cdot n\cdot V_T}{R}\cdot\operatorname{LambertW}\left[\frac{I_S\cdot R}{2\cdot n\cdot V_T}\cdot e^{\cfrac{V_{CC}+I_ {SAT}\cdot R}{2\cdot n\cdot V_T}}\right]-I_{SAT}$$
(Я предоставил методологию решения таких уравнений.
Пожалуйста, не стесняйтесь исследовать аналогичные [хотя и не одинаковые] шаги, которые можно применить для самостоятельного достижения вышеуказанного решения. См.: Дифференциальные и многокаскадные усилители (BJT). ).)
Предположим (и это чистое предположение, поскольку у нас нет фактических параметров модели), что параметры модели равны \$I_{SAT}=6\:\text{fA}\$ и \$n= 4\$. Тогда при комнатной температуре мы найдем:
$$I_D\примерно 23,96\:\text{мА}$$
Это не обязательно должно быть близко к значениям, которые дал ваш симулятор. Тем не менее, я выбрал значения параметров модели, которые были разработаны, чтобы получить что-то близкое. При этом помните, что Spice использует численные методы, а не закрытые математические решения. И также помните, что у меня просто нет хорошего представления о том, какие значения параметров модели я должен был использовать.
Но это, по крайней мере, дает представление о задействованном математическом процессе.
Spice создает матрицу и использует некоторые внутренние знания о моделях диодов, чтобы «линеаризовать» уравнение диода Шокли вокруг «текущей рабочей точки» диода.
Таким образом, хотя Spice и использует уравнение Шокли, его подход сильно отличается от математического решения, которое я только что дал. Вместо этого Spice использует серию крошечных временных шагов вместе с линейными методами решения и пошаговыми корректировками линеаризованных моделей для последовательного получения ответа.
Изменяется ли яркость светодиода в зависимости от напряжения?
Яркость светодиода зависит прежде всего от тока, протекающего через него.
Обычная лампа накаливания фактически является резистором, она подчиняется закону Ома V = I * R. Если удвоить напряжение, ток удвоится, а потребляемая мощность увеличится в 4 раза (не совсем так, есть некоторые эффекты, связанные с температурой, но пока достаточно близко).
С другой стороны, светодиод представляет собой диод, как и большинство диодов, он имеет относительно фиксированное прямое напряжение смещения. Ниже этого напряжения ток не течет, выше этого напряжения ток неограничен, но напряжение уменьшается за счет напряжения смещения.
(Это серьезное упрощение, но его достаточно для большинства грубых расчетов)
Значение этого напряжения зависит от используемых материалов и цвета. Обычно ~ 1,8-2 В для красного, желтого или зеленого, ~ 3 В для синего, белого или «настоящего зеленого». Это падение напряжения будет увеличиваться с ростом тока, но только на 0,1-0,2 В, на этот эффект обычно можно не обращать внимания.
Как вы указали в своем вопросе, светодиоды обычно подключаются последовательно с резистором для ограничения тока. Почему?
Думайте о светодиоде как о фиксированном падении напряжения, он потребляет фиксированное количество напряжения независимо от силы тока. Таким образом, если вы подключите светодиод 2 В напрямую к источнику 3 В, останется 1 В, который будет сброшен на остальную часть схемы. Остальной цепью в данном случае будут внутренние сопротивления в блоке питания и проводах. Эти сопротивления обычно довольно низкие (настолько низкие, что вы обычно их игнорируете), поэтому будет протекать большой ток.
Предполагая, что сопротивления находятся в районе 0,1 Ом, это даст ток I = V/R = (3-2) / 0,1 = 10 ампер.
Мощность, рассеиваемая светодиодом, будет равна P = I * V = 10 * 2 = 20 Вт.
Это может очень быстро нагреть светодиод до такой степени, что он разрушится. Реальный мир немного сложнее, поскольку светодиод не является идеальным предполагаемым падением напряжения с нулевым сопротивлением, но конечный результат одинаков в любом случае.
Если в дополнение к внутренним сопротивлениям добавить последовательный резистор 100 Ом, то ток уменьшится до 10 мА, и светодиод будет красиво светиться.
Изменение номинала резистора изменит яркость, большинство маленьких светодиодов ограничены максимальным током около 20 мА и не видны намного ниже 1 мА. Обычно превышение 10 мА едва заметно (это больше из-за того, как работают глаза, чем из-за того, как работают светодиоды). Вы также можете изменить яркость, очень быстро включив и выключив их, это проще для цифровых систем и, как правило, более эффективно для заданной воспринимаемой яркости (опять же больше из-за глаз, чем светодиодов), это позволяет вам изменить яркость при наличии только одного постоянного резистора в аппаратном обеспечении.
Если вы планируете использовать переменный резистор для настройки яркости, рекомендуется также включить небольшое фиксированное значение, чтобы при значении переменного резистора 0 ток ограничивался 20 мА.
А что, если мы добавим два светодиода последовательно?
Для включения каждого светодиода требуется 2 В. Два светодиода означают 4В. С источником 3 В у нас недостаточно напряжения для прямого смещения диодов, поэтому они блокируют весь ток. Светодиоды будут выключены. Если вы увеличите напряжение и правильно установите токоограничивающий резистор, то они оба включатся. Поскольку яркость зависит от тока через светодиод, и они оба будут иметь одинаковый ток, они будут иметь одинаковую яркость (для одного и того же типа светодиода).
Что, если мы добавим два светодиода параллельно?
Если мы добавим два параллельно, каждый со своим собственным резистором, то они фактически будут отдельными цепями. При условии, что источника питания достаточно, каждый из них будет действовать так, как если бы он был единственным.
