Как определить вольтаж светодиода: мультиметром, по внешнему виду, таблица параметров

Содержание

Как узнать ток и напряжение 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. Напряжение для светодиода является разницей потенциалов на p-n-переходе, что отмечается в паспортных данных прибора. Бывают случаи, когда нет информации о конкретном изделии, тогда возникает вопрос: «Как определить падение напряжения на светодиоде?».

Определение тока

Для осуществления этого есть несколько методов. Рассмотрим наиболее простой из них. Чтобы определить номинальный ток светодиода, потребуется наличие тестера, называемого мультиметром. Такой метод также применяется для обычных диодов.

Измерение силы тока светодиода

Тестирование проводится следующим образом:

  • Щупы мультиметра подключаются плюсовым выводом к аноду, а минусовым к катоду.
  • Анодный вывод у светодиода делается длиннее, чем катодный.
  • Прозванивать можно светодиоды, у которых небольшое напряжение питания. Если у них большая мощность, применять такой метод нельзя.

Лучше воспользоваться проверенным способом измерения характеристик устройства. Для этого понадобятся:

  • блок питания, рассчитанный на 12 В;
  • мультиамперметр;
  • постоянные резисторы – 2,2 и 1 кОм, а также 560 Ом;
  • переменный резистор – 470–680 Ом;
  • вольтметр, желательно цифровой;
  • провода для коммутации схемы.

Как и в предыдущем случае, потребуется узнать полярность диода. Если по его выводам непонятно, где «+» и «-», тогда придется к одному из выводов подсоединить резистор 2,2 кОм. После этого нужно подключить светодиод к блоку питания. При его свечении нужно отключить питание и промаркировать нужный выход «+».

Теперь нужно заменить резистор 2,2 кОм на 560 Ом. В эту цепь последовательно подсоединяется переменный резистор, а также миллиамперметр для проведения замера. Вольтметр, у которого разрешение 0,1 В, подключается параллельно светодиоду. После этого необходимо установить максимальное сопротивление у переменного резистора.

Мультиметр для замера силы тока и напряжения светодиода

Можно подсоединить собранную схему к блоку питания, соблюдая полярность. После включения у светодиода будет блеклое свечение. Сопротивление постепенно снижают и следят за вольтметром. Определенное время напряжение будет расти до 0,5 В, расти будет и ток, что влияет на увеличение яркости светодиода. Необходимо фиксировать показания каждые 0,1 В. Оптимальный рабочий ток будет достигнут, когда величина напряжения станет расти медленнее силы тока, а яркость перестанет увеличиваться.

Как узнать падение напряжения?

Для того чтобы определить, на сколько вольт светодиод, можно воспользоваться теоретическим и практическим методами. Они оба хороши и применяются в зависимости от ситуации и сложности испытуемого прибора.

Теоретический метод

Для анализа характеристик светодиода таким способом большую подсказку дают габариты прибора, цвет и форма его корпуса. Примеси различных химических элементов вызывают свечение кристаллов от красного до желтого цвета. Конечно, если видна расцветка корпуса, тогда можно определить некоторые параметры светодиода по внешнему виду. Но при его прозрачности придется воспользоваться мультиметром. Выставляем тестер на «обрыв» и щупами прикасаемся к выводам светодиода. Ток, проходящий через светодиод, вызывает слабое свечение кристалла.

Типы и виды светодиодов

В состав этих изделий входят различные полупроводниковые металлы. Этот фактор и влияет на падение напряжения на p-n-переходе. Чтобы обозначить такие характеристики, независимо от марок и производителей светодиода, их окрашивают в различные цвета. Но стоит знать, что конкретно утверждать, на сколько вольт светодиод, опираясь только на его окраску, будет неверно. Цвета этих приборов дают приблизительные значения для проведения измерений. Примерные параметры по цветовому признаку приведены в таблице.

Цвет прибора
Напряжение, В
Красный 1,63–2,03
Желтый 2,1–2,18
Зеленый 1,9–4,0
Синий 2,48–3,7
Оранжевый 2,03–2,1
Инфракрасный до 1,9
Фиолетовый 2,76–4
Белый 3,5
Ультрафиолетовый 3,1–4,4
Примерные характеристики светодиода можно определить по цвету его корпуса и размерам

На прямое напряжение светодиода не воздействуют габариты или вариации корпуса, однако может проглядываться количество кристаллов, которые излучают свет и соединяются последовательно. Бывают виды элементов SMD, где люминофор прячет цепочку кристаллов.

В корпусе SMD-светодиода последовательно соединяются три кристалла белого цвета.

Наиболее часто они применяются в лампах на 220 В китайского производства. Из-за того, что такие светодиоды начинают реагировать только от 9,6 вольт, протестировать их мультиметром не удастся, так как его батарейка питания рассчитана на 9,5 В.

Теоретически можно воспользоваться интернетом, скачав специальную программу datasheet, в поисковике которой вписать известные параметры светодиода, его цвет. Это позволит найти приблизительные характеристики, где падение напряжения и значения тока могут быть неточными.

Практический метод

Проведение тестирования практическим способом позволяет получить наиболее точные значения силы тока и падения напряжения. Рассчитанная таким образом характеристика прибора позволяет безопасно и долговременно использовать его по назначению. Для получения неизвестных параметров потребуется вольтметр, мультиметр, блок питания, рассчитанный на 12 В, резистор от 510 Ом.

Принцип измерений аналогичен описанному выше для тестирования светодиода на номинальный ток. Необходимо собрать схему с резистором и вольтметром, после чего увеличивать постепенно напряжение до начала свечения кристалла. При достижении яркости высшей точки показания замедляют рост. Можно снимать с экрана номинальное напряжение светодиода.

При 1,9 вольт может отсутствовать свечение. В этом случае часто проверяется инфракрасный диод. Чтобы это уточнить, необходимо перевести излучатель в телефонную камеру. Если будет видно на экране белое пятно, то это и есть инфракрасный диод.

Схема проверки падения напряжения на светодиоде

Если нет возможности применить блок питания на постоянные 12 В, можно использовать батарейку «Крона», рассчитанную на 9 вольт. При отсутствии вышеперечисленных источников питания отлично подойдет стабилизатор сетевого напряжения, который может выдавать необходимое выпрямленное напряжение, только потребуется заново рассчитать номинал сопротивления резистора, задействованного в схеме. В этом случае также нужно повышать напряжение до засвечивания светодиода.

Напряжение, при котором произойдет свечение, и будет номинальным, на которое он рассчитан.

При неизвестных характеристиках светодиода обязательно необходимо рассчитывать его значения номинального тока и падения напряжения, чтобы предотвратить быстрый выход из строя.

Как понять, на сколько вольт рассчитан светодиод | Энергофиксик

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.

Определяем падение напряжения теоретическим способом

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. И уже в ней посмотреть примерно какое напряжение на вашем светодиоде.

Теоретические изыскания вам смогут дать лишь приблизительные данные, но практический опыт позволит определить реальное напряжение светодиода.

Практическое определение напряжения светодиода

Для того, чтобы на практике определить напряжение кроме самого светодиода понадобится еще резистор на сопротивление 580 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.

Примечание. Если вы увидели, что на мультиметре установилось напряжение в 1,9 Вольта, но при этом светодиод не светится, то вероятнее всего перед вами инфракрасный светодиод. Чтобы убедиться в этом, возьмите телефон, включите камеру и посмотрите на тестируемый светодиод через нее. Если увидите, что в камере он светится ярко, то значит, вы тестируете именно инфракрасный светодиод.

Заключение

Вот такими нехитрыми способами можно найти напряжение светодиода. Если понравилась статья, то оцените ее лайком. Спасибо за ваше внимание!

Как определить напряжение светодиода мультиметром

В этой статье объясним подробно как определить напряжение светодиода мультиметром.

Цифровой мультиметр AN8009

Большой ЖК-дисплей с подсветкой, 9999 отсчетов, измерение TrueRMS…

Все светодиоды имеют очень важную характеристику — рабочее напряжение (напряжение падения). Величина рабочего напряжения зависит от материалов из которых они сделаны. По рабочему напряжению все светодиоды можно разделить на 2 группы:

  1. светодиоды с напряжением от 3 В до 3,8 В (синие, белые и некоторые виды сине-зеленые)
  2. светодиоды с напряжением от1,8 В до 2,1 В (красные, желтые, оранжевые и большинство зеленых)

В связи с тем, что производители часто создают новые модели светодиодов, мы советуем сперва определить напряжение светодиодов, прежде чем использовать их  в своих конструкциях.

Определить это напряжение очень легко. Для этого нам потребуется только источник питания с выходным напряжением от 9 до 16 В, мультиметр и резистор сопротивлением 1 кОм (1000 Ом). Это значение сопротивления гарантирует оптимальный ток для нашего светодиода, не слишком высокий и не слишком низкий.

Ниже приводим действия, необходимые для измерения рабочего напряжения светодиода.

ШАГ 1: Определение полярности выводов нашего светодиода.

Чтобы определить полярность нашего светодиода, в его корпусе есть два элемента, которые мы можем оценить.

Первый — длина выводов. Как вы можете видеть на рисунке, самая короткий вывод – это минусовой вывод.

Второй — элемент находится по окружности светодиода. На корпусе есть скос – это минусовой вывод.

Описанный метод определения работает в отношении всех 3 мм и 5 мм светодиодов.

Можно использовать еще и третий метод, состоящий в том, чтобы заглянуть внутрь светодиода, треугольный вымпелобразный сегмент является отрицательным выводом, а другой, без особой формы, является положительным. Конечно же, этот метод небезопасен, поскольку есть несколько типов светодиодов, где расположение противоположное.

ШАГ 2: Подключаем наш светодиод

После того как мы определили полярность нашего светодиода, мы подключаем один из выводов резистора 1 кОм (1000 Ом) последовательно с положительным выводом светодиода, как показано на рисунке.

Затем мы соединяем другой вывод резистора с плюсом источника питания. Наконец, мы подключаем свободный вывод светодиода к минусу источника питания. Светодиод должен загореться.

ШАГ 3: Подготавливаем наш мультиметр

Теперь мы готовим наш мультиметр для проведения измерения. Переместите селектор тестера в положение измерения постоянного напряжения со шкалой до 20 В. Если наш мультиметр не имеет этой шкалы напряжения, то мы можем выбрать 30 В или 50 В.

Подключаем отрицательный щуп (черный) к входу, который имеет обозначение «COM», в то время как положительный (красный) подключаем к входу V-mA-ῼ. На дисплее вы должны увидеть значение «0.00»

ШАГ 4: Определение напряжения светодиода

Прикладываем положительный щуп (красный) к положительному выводу светодиода, в то время как отрицательный (черный) щуп мультиметра прикладываем с отрицательному выводу. На дисплее мультиметра мы должны увидеть рабочее напряжение светодиода.

Мы можем записать это значение, так как оно будет полезно для вычисления значения сопротивления светодиода. Для расчета сопротивления светодиодов используйте онлайн калькулятор.

www.inventable.eu

HILDA — электрическая дрель

Многофункциональный электрический инструмент способн…

Как определить параметры светодиода ⋆ diodov.net

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.

Электрические параметры светодиодов

Первым делом заметим, что светодиод характеризуется тремя электрическими параметрами (световые характеристики мы рассматривать не будем):

1) падение напряжения, измеряемое в вольтах. Когда говорят 2-х вольтный или 3-х вольтный светодиод, то это имеется в виду данный параметр;

2) номинальный ток. Часто его значение приводится в справочниках в миллиамперах. 1 мА = 0,001 А;

3) мощность рассеяния – это мощность, которую способен рассеять (выделить в окружающую среду) полупроводниковый прибор не перегреваясь. Измеряется в ваттах. Значение данного параметра с высокой точностью можно определить самостоятельно, умножив ток на напряжение.

В большинстве случае достаточно знать два первых параметра, а то и вовсе только номинальный ток.

Условно я выделил два основных способа, с помощью которых можно с высокой долей вероятности узнать или определить указанные параметры. Первый способ – информационный. Это наиболее быстрый и простой способ. Одна он не всегда дает положительный результат. Второй способ, нам – электронщикам, более интересный. Я назвал его «электрический», так как ток и напряжение будут определяться с помощью мультиметра (тестера). Рассмотрим подробно оба варианта.

Как определить параметры светодиода по внешнему виду?

Самый легкий путь – это узнать характеристики светодиода по его внешнему виду. Для этого достаточно набрать в строке поисковой системы такую фразу: «купить светодиод». Далее из предоставленного списка следует выбрать наиболее крупный интернет магазин и найти соответствующий раздел каталога. После чего внимательно просмотреть все имеющиеся позиции и если вам улыбнется удача, то вы найдете то, что ищете. Как правило, в серьёзных интернет-магазинах, где продаются радиоэлектронные элементы, на каждую позицию имеется соответствующая документация, даташит или приводятся основные характеристики. Сопоставив по внешнему виду имеющийся светодиод с тем, что в каталоге, можно таким образом узнать его характеристики.

Следующим подходом пользуются более опытные электронщики. Однако в нем нет ничего сложного. Преимущественное большинство светодиодов разделяется на индикаторные и общего назначения. Индикаторные, как правило, менее ярко светят, чем остальные. Это и понятно, ведь для индикации очень яркий свет не нужен. Индикаторные светодиоды применяются для сигнализации работы различных электронных устройств. Например, при включении в розетку, они показывают, что устройство находится под напряжением. Они встречаются в чайниках, ноутбуках, выключателях, зарядных устройствах, компьютерах и т.п. Электрические параметры их вне зависимости от внешнего вида следующие: ток – 20 мА = 0,02 А; напряжение в среднем 2 В (от 1,8 В до 2,3 В).

Светодиоды общего назначения светят ярче предыдущих, поэтому могут использоваться в качестве осветительных приборов. Однако для индикации тоже пойдут, если снизить ток. Как ни странно, но преобладающее большинство и таких светодиодов имеют значение номинального тока потребления тоже 20 мА. А вот напряжение их может находиться в пределах от 1,8 до 3,6 В. В этом классе находятся и сверхяркие светодиоды. При том же токе напряжение у них, как правило выше – 3,0…3,6 В.

В целом светодиоды подобного типа имеют стандартный размерный ряд, основным параметром которого есть диаметр круга линзы или ширина и толщина стороны, если линза прямоугольной формы.

Диаметр линзы, мм: 3; 4,8; 5; 8 и 10.

Стороны прямоугольника, мм: 3×2; 5×2.

Как определить параметры светодиода мультиметром?

Теперь, когда мы знаем, что номинальный ток многих светодиодов 20 мА, то достаточно просто определить их напряжение опытным путем. Для этого нам понадобится блок питания с регулировкой напряжения и мультиметр. Соединяем последовательно блок питания со светодиодом и мультиметром, предварительно установленным в режим измерения тока.

Блок питания изначально должен быть установлен на минимальное значение. Далее, изменяя величину подводимого к светодиоду напряжения, устанавливаем по показанию мультиметра ток 20 мА. После этого фиксируем значение величины подводимого напряжения либо по штатному вольтметру блока питания либо с помощью мультиметра, установленного в режим измерения напряжения.

Для страховки светодиода лучше последовательно к нему подсоединить резистор ом на 300. Но в этому случае напряжение необходимо фиксировать непосредственно на нем.

Поскольку не у всех есть блок питания с регулировкой напряжения, то можно определять параметры и исправность маломощных светодиодов с помощью следующих элементов:

  1. Крона (батарейка на 9 В).
  2. Резистор ом на 200.
  3. Переменный резистор, он же потенциометр на 1 кОм.
  4. Мультиметр.

Испытуемый светодиод соединяем последовательно с постоянным резисторов, потом с переменным, далее с кроной и щупами мультиметра, установленного в режим измерения постоянного тока.

Очередность соединения всех элементов не имеет никакого значения, поскольку цепь последовательная, а это значит, что через все компоненты протекает один и тот же ток.

Изначально переменным резистором следует установить минимальное напряжение, а потом постепенно увеличивать до тех пор, пока ток не достигнет 20 мА. После этого выполняется измерение напряжения.

С помощью рассмотренного способа не получится определить параметры мощного светодиода вследствие протекания значительного тока через резисторы. В результате чего последние могут перегреться. Однако определить исправность его вполне возможно.

Еще статьи по данной теме

как определяется, на что влияет

Светодиод — полупроводниковый прибор, который преобразует прямой электрический ток в световое излучение. Английское название LED расшифровывается, как light emitting diode. Если раньше светодиоды представляли интерес только для узкого круга ученых, то сейчас их активно используют оформители для украшения помещений и разработки концепции светодизайна. В отличие от ламп накаливания, светодиоды преобразуют ток в световое излучение с минимальными потерями, то есть LED-лампы практически не нагреваются при наличии хорошего теплоотвода.

Если еще в середине прошлого века ученым удавалось получить мизерный КПД только в 2%, то сейчас светодиоды в среднем выдают КПД 35-45%, хотя встречаются и настоящие рекордсмены, у которых КПД достигает фантастических 60%. Светодиоды могут работать на протяжении длительного времени. Приборы относятся к низковольтным, то есть безопасным для человека. Основное эстетическое достоинство светодиодов — свет, излучаемый им, «чистый», так как лежит в узком диапазоне спектра. У приборов есть несколько основных ТХ: мощность, сила потребляемого тока, цветовая температура и напряжение. О том, как определить напряжение и поговорим дальше.

Как определить напряжение питания светодиодов

Источник питания для светодиодов — основная комплектующая деталь, которая преобразует сетевое напряжение. Как известно светодиоды питаются током, но напряжение, которое подается в данном случае, значения не имеет. Это может быть как 12 В, так и 1000 В. Главное для светодиода — это ток. При его нехватке свет лампочек тускнеет, а при переизбытке они начинают нагреваться, и даже теплоотвод не всегда может справиться. Если простая лампа накаливания «самостоятельно» выбирает для себя ток, то светодиод сам выбирает напряжение. Если светодиод требует напряжение в 5 В, а блок питания подает ему, к примеру, 5 В, то высока вероятность того, что светодиод просто сгорит. Дело в том, что возникает «конфликт» между источником питания и светодиодом. Первый пытается честно выдать 5 В, а второй старается взять только положенные для себя 3 В. Светодиод может «просадить» напряжение до нужного, если блок питания слабенький, но чаще в этой схватке все же побеждает хаос и разрушение и светодиод перегорает.

Чтобы подобных проблем не возникло, необходимо стабилизировать ток. Самый простой вариант — резистор. Он подключается последовательно со светодиодами. Резистор помогает ослабить источник питания и заставить его выдавать светодиоду нужное напряжение. Если речь идет о мощных светодиодах, то слабенькому резистору с ними не справиться. В этой ситуации потребуется полноценный стабилизатор.

Расчет резистора провести довольно просто. Для вычислений необходимо знать напряжение питания, падение напряжения и ток. От значения напряжения питания отнимают падение напряжения, а получившуюся величину делят на ток. Теперь остается только выбрать резистор с ближайшим стандартным сопротивлением. Некоторые предпочитают вообще убирать из формулы падение напряжения, так как его точное значение не всегда известно, но ниже приведены два способа для определения этой величины.

Как узнать падение напряжения на светодиоде

Падение напряжения на светодиоде — это одна из его важных характеристик. С помощью падения напряжения можно узнать, на сколько вольт уменьшится напряжение во время прохождения через один светодиод, если соединение было последовательным. К примеру, если падение напряжения на светодиоде 2,3 вольта, а напряжение питания 24 вольт, то после первой лампочки остальным останется 24—2,3=21,7 вольт. После прохождения второго светодиода значение станет еще меньше: 21,7—2,3=19,4 вольт.

Подсчеты можно проводить до тех пор, пока полученное значение не будет меньше падения напряжения, то есть на следующий диод его уже не хватит. После проведения нехитрых подсчетов можно прийти к выводу, что запитать при таких условиях можно только 10 светодиодов, а 11-й сиротливо останется в сторонке. Если в ленте их больше, то на остальных уже не хватит. Падение напряжения можно измерить двумя способами: практическим и теоретическим.

Теоретический метод

Для теоретического метода определения падения напряжения в светодиоде необходимы таблицы. Изменения этой характеристики напрямую связаны с его цветом. Для изготовления светодиодов разных цветов используются разные полупроводниковые материалы. Здесь производители во мнении не сходятся, а единого стандарта нет, поэтому каждый делает из того, из чего считает нужным. Падение напряжения во многом определяется химическим составом полупроводника. Точных значений для светодиодов одного цвета нет, но существует определенный диапазон, в котором они варьируются. К примеру, для синих и белых 3—3,6 В, для красных 1,8—2В, для жёлтых и зелёных 2—2,4В. Эти данные можно посмотреть по даташиту.

У белых светодиодов показатель самый высокий, а в хвосте списке расположились красные. Хотя данные и приблизительные, этого обычно достаточно для проведения расчетов. Если светодиоды достались по наследству без документации, то можно поискать в интернете похожие, а после скачать документацию для них. Такой метод, к сожалению, совершенно ненадежен, так как под идентичными корпусами может скрываться разная начинка, соответственно и характеристики у нее будут другими.

Практический метод

В реальности проще это падение напряжения на светодиоде измерить вольтметром в схеме, чем выискивать в графиках и таблицах. Не нужно объяснять, что вольтметр должен быть включен на постоянное напряжение, если через диод течет постоянный ток, а щупы должны касаться анода и катода диода. Если возникают трудности с идентификацией, то отличить их легко. Катод короче анода, что видно невооруженным глазом.

Итоги: что делать, если напряжение светодиода упало

Падение напряжения может сильно колебаться даже у одинаковых светодиодов от одного производителя в рамках одной партии. Этот показатель меняется по мере изнашивания светодиода. Также эта характеристика зависит от температуры. Сильный нагрев сокращает срок службы светодиода, поэтому необходим хороший теплоотвод и стабилизатор.

 

Как определить мощность светодиода: способы, примеры рассчета

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.

Зачем нужно знать мощность

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.

Рассмотрим примеры, чтобы стало понятно, о чем идет речь. Например, имеем светоизлучающий диод с рабочим напряжением 3,5 Вольта и током 0,1 Ампера. По формуле расчета мощности P=I*U, получаем значение P=3,5*0,1 => P=0,35 Ватт. Мощность десяти составит 3,5 Ватта или 1 Ампер. Отсюда делаем вывод, что для подключения одного светодиода нам потребуется блок питания (БП) мощностью 0,385 Ватта (с запасом 10%). Для подключения десяти понадобится БП на 3,85 Вт (также с запасом 10%).

Блок питания для светодиодов рекомендуется выбирать с запасом в 10-20%. Это предотвратит работу БП на пределе, что в свою очередь продлит его срок службы.

Способы определения мощности светодиода

На самом деле способов как узнать потребление не так уж и много, поэтому давайте остановимся на каждом из них и рассмотрим более подробно.

Мультиметром

Этот способ самый сложный и не является точным, прибегать к нему советую только в крайнем случае, когда достаточно хотя бы примерных значений.

Определить мощность лазерного светодиода при помощи мультиметра нельзя!

Имея на руках только один мультиметр (он же тестер), для измерения следует выполнить следующую последовательность действий:

  1. Собрать схему с подключенным светодиодом через токоограничивающий резистор на 500 Ом от блока питания с плавной регулировкой напряжения от 0 до 12 В.  
  2. Плавно поднимая напряжение на блоке питания, следует постоянно измерять напряжение на блоке питания и светоизлучающем диоде, т.е. до резистора и после (в местах V1 и V2). В таком способе удобно использовать два мультиметра или два вольтметра. Изначально, значения напряжений будут почти одинаковы (разница не более 0,1В). При достижении определенного уровня, начнется ощутимый рост разницы измеряемых значений.
  3. Зафиксировать значение напряжение
  4. Подключить проверяемый светоизлучающий диод через резистор 10 Ом последовательно с амперметром. Если нет амперметра, используйте мультиметр. 
  5. Поднимите напряжение до зафиксированного ранее значения V
  6. Зафиксируйте значение тока и, используя закон Ома, определите мощность светодиода.

Как это сделать, читайте ниже.

Иногда люди сталкиваются с интересной особенностью, проверяемый светоизлучающий диод исправен (проверяют светодиод мультиметром), но никак не светится при подаче на него питания. Оказывается, что он инфракрасный. Определить ИК — светодиод можно посмотрев на него через объектив камеры. Он будет светиться.

По закону Ома

В самом начале статье мы упоминали формулу мощности, которая вытекает из закона Ома. Там же приведен пример расчета потребления. Зная формулу (P=I*U), а также силу тока (I) и напряжение (U) светодиода, Вы без труда узнаете сколько потребляет светодиод.

По внешнему виду

Определить сколько потребляет светодиод по внешнему виду практически не возможно, поэтому этим способом также рекомендую пользоваться только в крайнем случае, так сказать в безвыходной ситуации. Методика визуального определения сводится к возможности отнесения «узнаваемого» к какому-либо известному Вам типу светоизлучающего диода. Определяем для «подопытного» тип светодиода (а лучше марку и модель, это можно сделать по маркировке) и ищем к нему даташит, в котором можно найти точные характеристики, в том числе и мощность.

Давайте посмотрим, как применить способ на практике. Например, на руках у нас имеется светоизлучающий диод, как на фото ниже.

Сразу видим, что это SMD LED. Зная то, что в названии SMD LED зашифрованы габариты. Берем штангенциркуль и меряем размеры. Получив значения ширины – 28 и длины – 35 мм, можно с уверенностью сказать, что это светодиод SMD 3528. Мощность SMD 3528 белого цвета составляет 0,06 Вт. Это значение является средним, т.к. оно может варьироваться плюс – минус 15% в зависимости от производителя.

Мощность светодиода зависит от излучаемого им цвета. Поэтому узнав характеристики для светодиода белого цвета, стоит знать, что для красного или зеленого они будут другие.

Рассмотренная выше методика применима к любому SMD LED и даже для светодиодной ленты, т.к. в ее основе лежат данные LED. Узнав мощность одного светоизлучающего диода на ленте, и посчитав их количество, Вы без труда узнаете мощность всей светодиодной ленты.

Для наглядной демонстрации определения мощности светодиодной ленты, рекомендуем посмотреть соответствующее видео с ютуба. При расчетах автор пользуется законом Ома.

Итоги

Часто в руки радиолюбителя попадаются светодиоды без надписей и упаковочных коробок, по которым можно без труда определить мощность светодиода. Владея описанными в статье способами Вы знаете как рассчитать хотя бы примерные характеристики, и в большинстве случаев этого достаточно для решения широкого круга задач.

Как узнать на сколько вольт светодиод, тестер для светодиодных ламп

Способы определения мощности светодиода

На самом деле способов как узнать потребление не так уж и много, поэтому давайте остановимся на каждом из них и рассмотрим более подробно.

Мультиметром

Этот способ самый сложный и не является точным, прибегать к нему советую только в крайнем случае, когда достаточно хотя бы примерных значений.

Определить мощность лазерного светодиода при помощи мультиметра нельзя!

Имея на руках только один мультиметр (он же тестер), для измерения следует выполнить следующую последовательность действий:

  1. Собрать схему с подключенным светодиодом через токоограничивающий резистор на 500 Ом от блока питания с плавной регулировкой напряжения от 0 до 12 В.
  2. Плавно поднимая напряжение на блоке питания, следует постоянно измерять напряжение на блоке питания и светоизлучающем диоде, т.е. до резистора и после (в местах V1 и V2). В таком способе удобно использовать два мультиметра или два вольтметра. Изначально, значения напряжений будут почти одинаковы (разница не более 0,1В). При достижении определенного уровня, начнется ощутимый рост разницы измеряемых значений.
  3. Зафиксировать значение напряжение
  4. Подключить проверяемый светоизлучающий диод через резистор 10 Ом последовательно с амперметром. Если нет амперметра, используйте мультиметр.
  5. Поднимите напряжение до зафиксированного ранее значения V
  6. Зафиксируйте значение тока и, используя закон Ома, определите мощность светодиода.

Как это сделать, читайте ниже.

Иногда люди сталкиваются с интересной особенностью, проверяемый светоизлучающий диод исправен (проверяют светодиод мультиметром), но никак не светится при подаче на него питания. Оказывается, что он инфракрасный. Определить ИК — светодиод можно посмотрев на него через объектив камеры. Он будет светиться.

По закону Ома

В самом начале статье мы упоминали формулу мощности, которая вытекает из закона Ома. Там же приведен пример расчета потребления. Зная формулу (P=I*U), а также силу тока (I) и напряжение (U) светодиода, Вы без труда узнаете сколько потребляет светодиод.

По внешнему виду

Определить сколько потребляет светодиод по внешнему виду практически не возможно, поэтому этим способом также рекомендую пользоваться только в крайнем случае, так сказать в безвыходной ситуации. Методика визуального определения сводится к возможности отнесения «узнаваемого» к какому-либо известному Вам типу светоизлучающего диода. Определяем для «подопытного» тип светодиода (а лучше марку и модель, это можно сделать по маркировке) и ищем к нему даташит, в котором можно найти точные характеристики, в том числе и мощность.

Давайте посмотрим, как применить способ на практике. Например, на руках у нас имеется светоизлучающий диод, как на фото ниже.

Сразу видим, что это SMD LED. Зная то, что в названии SMD LED зашифрованы габариты. Берем штангенциркуль и меряем размеры. Получив значения ширины – 28 и длины – 35 мм, можно с уверенностью сказать, что это светодиод SMD 3528. Мощность SMD 3528 белого цвета составляет 0,06 Вт. Это значение является средним, т.к. оно может варьироваться плюс – минус 15% в зависимости от производителя.

Мощность светодиода зависит от излучаемого им цвета. Поэтому узнав характеристики для светодиода белого цвета, стоит знать, что для красного или зеленого они будут другие.

Рассмотренная выше методика применима к любому SMD LED и даже для светодиодной ленты, т. к. в ее основе лежат данные LED. Узнав мощность одного светоизлучающего диода на ленте, и посчитав их количество, Вы без труда узнаете мощность всей светодиодной ленты.

Теоретический метод

Прекрасной подсказкой в этом случае является цвет свечения, внешняя форма и размеры полупроводникового прибора. Если корпус светодиода выполнен из прозрачного компаунда, то цвет его остаётся загадкой, разгадать которую поможет мультиметр. Для этого переключатель цифрового тестера переводят в положение «проверка на обрыв» и щупами поочерёдно касаются выводов светодиода. У исправного элемента в прямом смещении будет наблюдаться небольшое свечение кристалла. Таким образом, можно сделать вывод не только о цвете свечения, но и о работоспособности полупроводникового прибора. Существуют и другие способы тестирования излучающих диодов, о которых подробно написано в данной статье.

Светоизлучающие диоды разных цветов изготавливают из различных полупроводниковых материалов. Именно химический состав полупроводника во многом определяет напряжение питания светодиодов, точнее, падение напряжение на p-n-переходе. В связи с тем, что в производстве кристаллов используют десятки химических соединений, точного напряжения для всех светодиодов одного цвета не существует. Однако есть определённый диапазон значений, которых зачастую достаточно для проведения предварительных расчетов элементов электронной цепи. С одной стороны, размер и внешний вид корпуса не влияют на прямое напряжение светодиода. Но ,с другой стороны. через линзу можно увидеть количество излучающих кристаллов, которые могут быть соединены последовательно. Слой люминофора в SMD светодиодах может скрывать целую цепочку из кристаллов. Ярким примером является миниатюрные многокристальные светодиоды от компании Cree, падение напряжения на которых зачастую значительно превышает 3 вольта.

В последние годы появились белые SMD светодиоды, в корпусе которых размещено 3 последовательно соединённых кристалла. Их часто можно встретить в китайских светодиодных лампах на 220 вольт. Естественно убедиться в исправности LED-кристаллов в такой лампе при помощи мультиметра не удастся. Стандартная батарейка тестера выдаёт 9 В, а минимальное напряжение срабатывания трёхкристального белого светоизлучающего диода – 9,6 В. Также встречаются двухкристальная модификация с порогом срабатывания от 6 вольт.

Узнать все технические характеристики светодиода можно из интернета. Для этого нужно скачать datasheet на схожую по внешним признакам модель, обязательно такого же цвета свечения, сверить паспортные размеры с действительными и выписать номинальные значения тока и падения напряжения. Следует учитывать, что данная методика весьма приблизительна, так как в одинаковом корпусе могут быть изготовлены светодиоды на 20 мА и на 150 мА с разбросом напряжения до 0,5 вольт.

Практический метод

Самые точные данные о прямом падении напряжения на светодиоде можно получить путём проведения практических измерений. Для этого понадобится регулируемый блок питания (БП) постоянного тока с напряжение от 0 до 12 вольт, вольтметр или мультиметр и резистор на 510 Ом (можно больше). Лабораторная схема для тестирования показана на рисунке. Здесь всё просто: резистор ограничивает ток, а вольтметр отслеживает прямое напряжение светодиода. Плавно увеличивая напряжение от источника питания, наблюдают за ростом показаний на вольтметре. В момент достижения порога срабатывания светодиод начнёт излучать свет. В какой-то момент яркость достигнет номинального значения, а показания вольтметра перестанут резко нарастать. Это означает, что p-n-переход открыт, и дальнейший прирост напряжения с выхода БП будет прикладываться только к резистору.

Текущие показания на экране и будут номинальным прямым напряжением светодиода. Если ещё продолжить наращивать питание схемы, то расти будет только ток через полупроводник, а разность потенциалов на нём изменится не более чем на 0,1-0,2 вольт. Чрезмерное превышение тока приведёт к перегреву кристалла и электрическому пробою p-n-перехода.

Если рабочее напряжение на светодиоде установилось около 1,9 вольт, но при этом свечение отсутствует, то возможно тестируется инфракрасный диод. Чтобы убедиться в этом, нужно направить поток излучения на включенную фотокамеру телефона. На экране должно появиться белое пятно.

В отсутствии регулируемого блока питания можно воспользоваться «кроной» на 9 В. Также можно задействовать в измерениях сетевой адаптер на 3 или 9 вольт, который выдаёт выпрямленное стабилизированное напряжение, и пересчитать номинал сопротивления резистора.

Напряжение

— Простой способ определить напряжение тока светодиода, чтобы выбрать соответствующий резистор

Вы неправильно понимаете, как работает светодиод, поскольку Vf — это не напряжение, которое вы прикладываете к светодиоду для его работы, а напряжение, которое появляется (падает) на светодиоде, когда через него пропускается ток.

Если вы посмотрите на соответствующий лист данных, вы увидите Vf (min), Vf и Vf (max), указанные для определенного тока, и это означает, что если вы пропустите указанный ток через светодиод, вы можете ожидать Vf должен находиться в диапазоне от Vf (min) до Vf (max), при этом Vf является типичным значением.

Итак, ответ на ваш вопрос:

Источником питания является любой источник с регулируемым напряжением, R обеспечивает балласт для светодиода, уменьшая его чувствительность к колебаниям напряжения питания.

Это предотвратит испускание волшебного дыма светодиода, если вы непреднамеренно слишком сильно включите источник питания, а его значение [R] не критично, в разумных пределах.

Например, если вы используете резистор на 1000 Ом и пытаетесь протолкнуть 20 мА через светодиод, эти 20 мА также должны пройти через R, поэтому R будет падать:

$$ \ text {E = IR} = 0.02A \ times 1000 \ Omega = \ text {20 вольт,} $$

, и вам понадобится дополнительный запас для светодиода.

«A» — это амперметр, используемый для измерения тока через светодиод, а «V» — вольтметр, используемый для измерения напряжения на светодиоде.

При использовании то, что вы должны сделать, это включить питание при нулевом вольт, а затем провернуть его до тех пор, пока амперметр не покажет 20 миллиампер, затем напряжение, отображаемое на вольтметре, будет Vf для этого конкретного диода при этом конкретном токе и температура окружающей среды.

Возвращаясь к вашему вопросу, способ определить, какое значение последовательного сопротивления «подходит» для вашего светодиода, — это сначала определить его Vf при желаемом прямом токе (If), а затем использовать закон Ома для определения значения сопротивления. , вот так:

$$ \ text {R =} \ frac {Vs — Vf} {If} $$

Если предположить, что Vs (напряжение питания) равно 12 вольт, что Vf равно 2 вольту, а если равно 20 мА, у нас будет

$$ \ text {R =} \ frac {12В — 2В} {0,02A} = \ text {500 Ом} $$

Тогда, чтобы определить мощность, рассеиваемую резистором, мы можем написать:

$$ \ text {Pd = (Vs — Vf)} \ times \ text {If} \ = \ \ text {10V} \ times \ text {0.02A} = \ text {0,2 Вт} $$

510 Ом — это ближайшее значение E24 (+/- 5%), которое будет удерживать If на консервативной стороне 20 мА, и резистор на 1/4 Вт должен подойти.

Утиный суп, а? 😉

Как определить напряжение на светодиодах в цепи?

Простейшая модель 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.

Данная модель основана на следующей идее. Предположим, вы проводите три измерения с помощью светодиода, получая как напряжение на светодиоде, так и ток через светодиод, и помещаете их на диаграмму:

Если вы затем воспользуетесь линейкой и проведете линию через точки, вы можете обнаружить, что она пересекает ось Y при некотором значении. В приведенном выше случае он пересекается прямо в точке \ $ V_ {FWD} = 2.96 \: \ text {V} \ $.Это значение \ $ 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 «подгонки наименьших квадратов» для линий, если необходимо.)

Схема с источником питания \ $ V = 30 \: \ text {V} \ $, резистором \ $ R = 1 \: \ text {k} \ Omega \ $ и двумя добавленными светодиодами (все последовательно), дает следующий результат (\ $ 2 \ $ возникает из-за того, что два светодиода включены 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 сможете решить и найти указанное выше уравнение. )

Используя вашу таблицу светодиодной информации, я могу получить любую из этих двух моделей и их прогнозы:

  1. \ $ V_ {FWD} = 2,96 \: \ textrm {V} \ $ и \ $ R_ {ON} = 2 \: \ Omega \ $, \ $ \, следовательно, I_D = \ frac {30 \: \ text { V} — 2 \ cdot 2.96 \: \ textrm {V}} {1 \: \ text {k} \ Omega + 2 \ cdot 2 \: \ Omega} \ приблизительно 23.98 \: \ text {mA} \ $
  2. \ $ 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 {mA} \ $

Ни один из них не является точным совпадением с указанным вами значением.Но они очень близки. Тот факт, что они не точны, говорит о том, что либо я неправильно интерпретировал предоставленную вами таблицу, либо при моделировании был применен другой тип модели светодиода.


Проблема с вышеуказанной моделью заключается в том, что она предполагает, что светодиод ведет себя линейно, но на самом деле светодиоды не ведут себя таким образом. И вышеупомянутая модель работает только в очень небольшом диапазоне реальных токов, близких к «стандартному значению». Если очень далеко отклониться, то вся модель выйдет из строя и светодиод перестанет соответствовать ожиданиям.

Усовершенствованная 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, которое обеспечивает гораздо лучшую модель светодиода в гораздо более широком диапазоне токов диодов. (Он по-прежнему не принимает во внимание такие вещи, как выводная рамка, соединение проводов и сопротивление проводов. Добавить их легко, хотя это немного усложняет решение.)

Здесь \ $ V_T \ $ — тепловая температура и вычисляется как \ $ V_T = \ frac {k \ cdot T} {q} \ $, где \ $ k \ $ — постоянная Больцмана, \ $ q \ $ — заряд электрона, а \ $ T \ $ — абсолютная температура. При комнатной температуре \ $ V_T \ приблизительно 26 \: \ text {mV} \ $. {\ cfrac {V_ {CC} + I_ {SAT} \ cdot R} {2 \ cdot n \ cdot V_T}} \ right] -I_ {SAT} $$

(Я предоставил методику решения таких уравнений.Не стесняйтесь изучить аналогичные [хотя и не одинаковые] шаги, которые можно применить для достижения вышеуказанного решения самостоятельно. См .: Дифференциальные и многокаскадные усилители (БЮТ).)

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 получим:

$$ I_D \ приблизительно 23.96 \: \ text {mA} $$

Это не обязательно должно быть близко к значениям, заданным вашим симулятором.Тем не менее, я выбрал значения параметров модели, которые были рассчитаны на близость. Тем не менее, помните, что Spice использует численные методы, а не закрытые математические решения. А также помните, что у меня просто нет четкого представления о том, какие значения параметров модели мне следовало использовать.

Но, по крайней мере, он дает представление о задействованном математическом процессе.


Spice устанавливает матрицу и использует некоторые внутренние знания о моделях диодов, чтобы помочь ей «линеаризовать» уравнение диода Шокли вокруг «текущей рабочей точки» диода.Итак, хотя Spice действительно использует уравнение Шокли, его подход сильно отличается от математического решения с его использованием, которое я только что привел. Вместо этого Spice использует серию крошечных временных шагов вместе с методами линейного решения и постепенными корректировками линеаризованных моделей для последовательного достижения ответа.

Прямое напряжение светодиода

— это диапазон, так как же рассчитать номинал резистора?

Во-первых, вы указываете одного производителя светодиода и номер детали. Диапазон Vf от детали к детали не будет таким большим, как вы предлагаете (не 0.5В).

Во-вторых, небольшие изменения яркости не всегда заметны глазу. Так что вам не нужно беспокоиться о небольших отклонениях от единицы к единице.

В-третьих, когда возможно, вы питаете светодиоды от регулируемого напряжения, а не от батареи, чтобы устранить один источник колебаний.

В-четвертых, когда единственный доступный источник питания является переменным (например, аккумулятор), вы управляете светодиодом с помощью источника тока, а не источника напряжения с ограничивающим ток резистором.Если имеется хотя бы одно регулируемое напряжение (даже если это низкое напряжение), довольно легко сделать удовлетворительный источник тока для управления светодиодным индикатором, используя только один транзистор и несколько резисторов. Это дешево, но занимает место в конструкциях с очень ограниченным пространством.

Если нет хотя бы одного доступного стабилизированного напряжения, вы все равно можете сделать достойный источник тока, используя два последовательно соединенных диода в качестве опорного напряжения.

Я не уверен, настоящий ли я инженер, но мне приходилось делать все это при разработке потребительских товаров, и именно так я с этим справлялся. Еще одна вещь, которая действительно может помочь вам со светодиодными индикаторами, — это когда большие нагрузки вызывают падение напряжения батареи. Например, вибрационный двигатель или динамик может вызвать падение напряжения аккумулятора на некоторых продуктах. Это падение может вызвать заметное мерцание или изменение яркости светодиода, когда светодиод работает от батареи. Это еще одна причина использовать вместо этого текущий источник.

Вот источник тока, когда светодиод питается от батареи, но у вас есть доступный сигнал GPIO, получаемый от регулируемого напряжения:

смоделировать эту схему — Схема создана с помощью CircuitLab

На схеме выше не имеет значения, получает ли светодиод питание от 3.3V или VBATT или что-то еще, если GPIO питается от регулируемого источника. Я скопировал это из другого ответа. Вы можете настроить резистор эмиттера, чтобы получить нужный ток. Когда накладных расходов не так много, вы также можете уменьшить R2, чтобы базовое напряжение было меньше 1 В.

Вот схема на случай отсутствия регулируемого напряжения:

смоделировать эту схему

В приведенной выше схеме D1 и D2 действуют как источник опорного напряжения.Напряжение будет меняться, но не так сильно, как напряжение батареи. Это постоянное напряжение на базе Q1 затем превращается в постоянное напряжение на R3 и, таким образом, постоянный ток коллектора (транзистор не будет насыщаться, если VBATT не будет очень низким). Я на самом деле не делал этого в производственном дизайне, но считаю, что это сработает.

По сравнению с простым переключателем насыщения, обе цепи хорошо справляются с поддержанием желаемого тока, даже когда имеется едва достаточное напряжение, чтобы поддерживать светящийся светодиод.

Вот некоторые результаты моделирования, сравнивающие простой переключатель насыщения с токоограничивающим резистором (D1), опорной схемой делителя напряжения (D2) и опорной схемой с двумя диодами (D5). Это со светодиодом 3 В. Обратите внимание, что значения резистора были изменены, чтобы получить около 9 мА при VBATT = 4,2 В.

Как видите, источник тока с опорным делителем напряжения сохранил хорошие характеристики, скажем, до 3,35 В. Таким образом, ему требуется всего около 350 мВ накладных расходов.

Схема опорного напряжения с двумя диодами сохранила хорошие характеристики вплоть до 3,45 В, что составляет около 450 мВ накладных расходов.

Стандартная схема вообще не поддерживает регулируемый ток. Ток падает линейно с напряжением батареи.

Также обратите внимание, что двухдиодная опорная схема и опорная схема делителя напряжения имеют более высокий ток при всех напряжениях батареи по сравнению со стандартной схемой, за исключением максимального напряжения батареи.

led — Расчет прямого напряжения для гирлянды гирлянд: мультиметр показывает «1»

Как вы описали, эти волшебные огни работают параллельно.У них обычно есть один резистор на батарейном отсеке, если 3 батареи, или, возможно, нет резистора, если 2 батареи. Более умные со схемой таймера все равно будут похожи. Хотя ответ транзисторов является правильным для определения прямого напряжения одного светодиода, при предполагаемом прямом токе 20 мА он не отвечает на большинство ваших вопросов.

Чтобы найти напряжение и ток в цепочке, вы берете часть того, что сказал транзистор, но применяете его по-другому. Используйте набор новых хороших батареек. Вам нужно будет измерить их напряжение, пока светятся светодиоды.И вам нужно будет разобрать корпус, чтобы получить доступ к резистору внутри. Измерьте напряжение на резисторе. Это даст вам довольно точное прямое напряжение параллельной светодиодной цепочки (напряжение источника — напряжение резистора = напряжение нагрузки)

Теперь извлеките батарейки и измерьте номинал резистора или прочтите цветовой код или код резистора smd, если таковой имеется. При этом у вас есть как напряжение на резисторе, так и сопротивление, поэтому вы можете найти ток через него. Напряжение / сопротивление = ток в амперах. В качестве альтернативы вы можете просто измерить ток в цепи с батареями. Маловероятно, что любая микросхема таймера потребляет достаточно энергии, чтобы сделать ток, который вы измеряете, неточным.

Теперь, когда у вас есть общий ток, вы можете разделить его на количество светодиодов, чтобы получить довольно близкий прямой ток. Затем вы можете использовать эти числа, чтобы заменить резистор и батарейный блок на источник USB и резистор для напряжения USB 5 В.

Что касается вашего вопроса о подаче или потреблении тока, стандарт USB должен ограничивать до 100 мА без перечисления, но это редко обеспечивается аппаратным обеспечением.Вы можете предположить, что вы можете потреблять 500 мА или более в 99% источников питания. Источники питания USB, такие как настенные зарядные устройства, часто имеют ток 2,1 А. Ваша нагрузка, особенно простая схема светодиод + резистор, будет тянуть только то, что ей нужно.

Ваше предположение о 3 В — довольно хорошее предположение на практике, так как это меньше, чем Vf ваших типичных синих или белых светодиодов при рекомендуемом номинальном значении 20 мА If. Так они потребляли бы меньше энергии и прослужили бы дольше. Красные светодиоды следует считать более низкими.

С учетом сказанного, самый простой способ получить их от источника питания USB — это использовать 1 или 2 диода, например 1n4001, с 0.Среднее падение напряжения в прямом направлении на 7 В приводит к падению напряжения питания 5 В через usb примерно до такого же уровня, как у аккумуляторов, используемых в Fairy Light. Подключите провода аккумулятора, соблюдая полярность, и все готово.

Учебное пособие по

LED — изучение основ

Практически каждое потребительское устройство использует светоизлучающий диод (LED). Это универсальное устройство предлагает простой способ добавить индикатор в любой проект, потребляя при этом относительно небольшой ток. Как только их принцип работы будет понят, добавить их в любой проект — простая задача.Это руководство представляет собой упрощенное объяснение того, как работает светодиод и как выбрать резистор, ограничивающий ток. Учебного пособия по светодиодам здесь достаточно для использования светодиодов в проекте, но оно не предназначено для исчерпывающего объяснения.

Диод — это электронный компонент, который проводит электричество только в одном направлении. Номинальное «прямое напряжение» диода определяет минимальную разницу напряжений между анодом и катодом, позволяющую току течь. Например, давайте рассмотрим диод с прямым напряжением 0.7 вольт. Если вы подадите +1 вольт на анод и 0 вольт на катод, то ток будет течь. Однако реверсирование напряжений для подачи 0 В на анод и + 1 В на катод предотвращает протекание тока!

«Светоизлучающий диод» (LED) — это вариант стандартного диода с такими же характеристиками. Очевидная разница в том, что когда ток проходит через светодиод, он генерирует видимый (невидимый) свет.

При рассмотрении технических характеристик светодиода следует обратить внимание на два основных показателя: «прямое напряжение» и «прямой ток».”

Прямое напряжение определяет величину напряжения, необходимого для протекания тока через диодный переход. Любое напряжение ниже этого уровня приводит к тому, что светодиод остается «разомкнутым» или непроводящим. Это открытое состояние также означает, что любые компоненты, включенные последовательно со светодиодом, также не будут иметь тока, протекающего через них!

Ток может проходить через светодиод, когда падение напряжения на нем достигает прямого напряжения. Более того, в любой момент времени на светодиодах падает только прямое напряжение.Это то, что отличает диод или светодиод от резистора.

Резистор называется линейным устройством, потому что ток, протекающий через него, напрямую зависит от приложенного напряжения и его сопротивления. (Возможно, вы знаете это как закон Ома.) Диод или светодиод — другое дело. Напряжение и ток имеют нелинейную зависимость.

А теперь рассмотрим практический пример. Рассмотрим светодиод с прямым напряжением 3,0 В. Что произойдет, если вы присоедините анод к положительной (+) клемме батареи AA (LR-6), а катод — к отрицательной (-) клемме? Светодиод что-нибудь сделает? Нет! Батарея AA (LR-6) имеет номинальное напряжение 1. 5 вольт. Пока вы не добавите вторую батарею, светодиод не загорится.

Значит, если вы последовательно подключите две штатные батарейки типа AA (LR-6) и подключите их к этому диоду, он загорится, и все в порядке, верно? Ну, нет. Внутри светодиода переход диода превращается в (почти) короткое замыкание при приложении прямого напряжения. Такое поведение означает, что светодиод может потреблять ВЕСЬ ток, который он может от батареи. Это не очень хорошо, потому что вы закорачиваете аккумулятор! Это не только повредит аккумулятор, но и приведет к перегреву или разрушению светодиода!

Как упоминалось ранее, подача прямого напряжения приводит к короткому замыканию светодиода.Короче говоря, светодиод будет потреблять весь ток, который позволяет источник питания, и повредит себя. Таким образом, вы должны ограничить количество прямого тока, который может проходить через светодиод. Здесь появляется название «резистор ограничения тока ». Резистор, установленный последовательно со светодиодом, ограничивает ток, протекающий через него.

Диоды и светодиоды понижают постоянное напряжение независимо от протекающего через них тока. Таким образом, резистор и светодиод работают вместе. Резистор поддерживает постоянную величину тока, а светодиод удерживает падение напряжения на каждой константе.Следующий вопрос, который нужно решить, — какой резистор необходим?

Пример желтого светодиода

Для расчета необходимого токоограничивающего резистора необходимо знать два свойства светодиода: его прямой ток (If) и прямое напряжение (Vf). В последнем разделе упоминается, что светодиод будет поддерживать постоянное падение напряжения на нем. Независимо от приложенного напряжения, он снизит только прямое напряжение (Vf) на себе. Используя таблицу для желтого светодиода (доступного на Sparkfun), мы видим эти два значения:

А также…

Цель состоит в том, чтобы установить ток в прямом направлении для светодиода на уровне 20 мА, что означает, что светодиод будет опускаться на 1. 8-2,2 В. В этом случае сделайте предположение, что на ЭТОМ светодиоде упадет 2 В.

Распространенным недоразумением является определение прямого тока. В таблице данных светодиода указан максимальный прямой ток, который может выдержать светодиод. В большинстве случаев этот ток составляет 20 мА. Использование светодиода на этом максимуме сокращает срок службы. Кроме того, он обеспечивает максимальную яркость светодиода. Если вам просто нужен световой индикатор, подумайте о гораздо меньшем значении, например 5 мА или даже 1 мА.

Закон Ома определяет значение R_LIMIT.R_LIMIT и светодиод включены последовательно. Это соединение означает, что их напряжения складываются, и величина тока, проходящего через них, одинакова. Светодиод падает на 2 вольта, оставляя 3 вольта для падения на R_LIMIT. Поскольку эти два компонента подключены последовательно, через оба будет протекать ток 20 мА.

Закон

Ома гласит, что сопротивление = напряжение / ток. Это означает, что R_LIMIT = 3,0 В / 20 мА = 150 Ом.

Значение используемого резистора зависит от того, какой светодиод выбран. Обычно он находится в диапазоне 150–470 Ом.В случае сомнений выберите немного большее значение сопротивления.

Диоды — это простые, но универсальные компоненты. Светодиоды расширяют эти свойства, включая свет. У светодиодов есть множество интересных проектов на основе Матрицы, а также более практических применений, таких как индикаторы состояния. Информация, показанная здесь, показывает, как найти прямое напряжение и прямой ток светодиода из его таблицы данных. Затем показан закон Ома для расчета правильного ограничивающего резистора.

Это видео AddOhms о светодиодах и токоограничивающих резисторах может быть интересно.Вы можете увидеть, что произойдет, если не ограничить ток!

У вас есть вопрос, который здесь не был рассмотрен? Оставьте это ниже.

Что произойдет, если подать слишком большое напряжение на светодиод

Как правило, повышенное напряжение опасно. Скачки напряжения могут иметь разрушительное воздействие на электронное оборудование, включая светодиодные лампы. Светодиоды часто требуют определенного количества вольт, в зависимости от типа и цвета светодиода. Большинство специалистов рекомендуют для светодиодов 2–3 вольта.Однако вы можете проверить это, чтобы убедиться.

В этой статье объясняется, что произойдет, если вы пропустите слишком большое напряжение через светодиод, и как предотвратить такую ​​ситуацию.

Светодиоды светятся постоянным (DC) или переменным (AC) током? Светодиоды

— это устройства постоянного тока, которые пропускают ток только одной полярности. Светодиоды обычно приводятся в действие источниками постоянного напряжения с использованием резисторов, регуляторов напряжения и регуляторов тока для ограничения тока и напряжения, подаваемого на светодиод.

Какое максимальное напряжение для светодиодных фонарей?

VL = напряжение светодиода (4 В или 2 В для белых и синих светодиодов). Ток светодиода должен быть меньше оптимально допустимого для светодиода. Максимальный ток для светодиодов стандартного диаметра 5 мм обычно составляет 20 мА. Следовательно, 15 мА и 10 мА — идеальные значения для большинства цепей.

Для светодиодных фонарей

требуется определенное напряжение, например 24 или 12 В. Когда они работают при более высоком напряжении, они сильно нагреваются. Сильный нагрев повреждает светодиодные фонари или пайку вокруг них.Из-за теплового повреждения светодиодные фонари начинают тускнеть, мерцать или могут полностью погаснуть.

Что произойдет, если подать на светодиод слишком большое напряжение?

Проще говоря, слишком большое напряжение убивает светодиод. Как упоминалось ранее, светодиод работает от тока, а не от напряжения. Следовательно, если напряжение отклоняется более чем на 10%, светодиодная лампа перегорает. Впоследствии электронные компоненты внутри светодиодной лампы повреждаются из-за скачка напряжения. Избыточное напряжение приводит к преждевременному износу драйверов светодиодов и распределительных панелей.Это также увеличивает количество перерывов в обслуживании светодиодного освещения.

светодиода тоже мощные. Чем больше вы увеличиваете напряжение, тем больше выделяется тепло, что не очень хорошо. Избыточное тепло приводит к тому, что светодиод излучает меньше света и сокращает срок его службы. Ограниченный свет тесно связан с нефункциональной светодиодной системой.

Какое напряжение необходимо для питания светодиода?

Если у вас несколько последовательно соединенных светодиодов, вам необходимо учитывать все прямые напряжения вместе.Однако, если у вас есть параллельная схема, вам необходимо учитывать прямое напряжение суммы светодиодов, которые у вас есть на одно звено.

Как избежать перенапряжения на светодиодах

Любой светодиод, подверженный электрическому перенапряжению (EOS), следует рассматривать как устройство с риском полной неисправности. Высокая энергия вызывает самопроизвольный отказ в разомкнутой цепи. Каждый раз, когда выбирается новый источник питания постоянного тока, обязательно оценивать пульсации тока и допуски на выходе.Также рекомендуется проверять переходные всплески во время фазы выключения и включения, а также ток горячего подключения. Это могут быть бесшумные убийцы светодиодов, которые ставят под угрозу целостность компонента без каких-либо легко заметных признаков.

Жизненно важно использовать источники питания с ограниченным переходным пиком во время выключения и включения, чтобы предотвратить отказ от электрического перенапряжения. Блоки питания не должны превышать максимальный номинальный ток светодиода.

Самое главное, что типичный ток, смешанный с пульсациями и положительным допуском, не должен превышать максимальный номинальный ток светодиода.Выполнение этих условий гарантирует, что напряжение источника питания не приведет к электрическому перенапряжению.

Другой способ предотвратить повреждение светодиода напряжением — использовать источник питания с защитой от короткого замыкания. Затем установите светодиодную плату, используя диод, параллельный цепочке светодиодов, с обратной полярностью. Поляризованный разъем — идеальный выбор, если вы подключаете источник питания к плате светодиодов с помощью разъема.

Как определить напряжение моих светодиодных ламп

Для определения напряжения и тока вашей светодиодной лампы;

  • Посмотрите это в таблице данных
  • Узнайте напряжение светодиода с помощью мультиметра с функцией диода
  • Подключите батарею к светодиоду и устройству, называемому потенциометром.Начните с высокого сопротивления на потенциометре, затем постепенно уменьшайте его, пока не заметите достаточную яркость.

Итог

Промышленные светодиодные фонари предназначены для предотвращения таких несчастных случаев, которые могут быть вызваны повышенным напряжением. Убедитесь, что вы проверили номинальную мощность ваших светодиодных лампочек до и после покупки, чтобы узнать, можете ли вы соответствовать указанным требованиям.

Неограниченное светодиодное освещение

LED Lights Unlimited — ведущий поставщик высококачественных светодиодных струнных светильников.Ознакомьтесь с нашим широким выбором светодиодных лампочек, чтобы найти то, что вам нужно.

Заявление об ограничении ответственности: Наши продукты соответствуют требованиям ROHS. Это означает, что нам известно, что они могут содержать свинец, но не превышают допустимые количества.

Что такое падение напряжения? — Элементный светодиод

Падение напряжения определяется как величина потери напряжения во всей или части цепи из-за сопротивления. Провода, электрические компоненты и практически все, что пропускает ток, всегда будет иметь внутреннее сопротивление или импеданс по отношению к протеканию тока.

Как падение напряжения может повлиять на светодиодную систему освещения?
Важность падения напряжения для светодиодного освещения заключается в том, что светодиод требует минимального количества тока для правильного освещения. Сила тока меньше минимального может привести к мерцанию светодиода, уменьшению его яркости или изменению цвета. Это часто наблюдается при более длительных пробегах светодиодной ленты. Результатом является заметный сдвиг в цвете или разнице яркости светодиодов на одном конце по сравнению с другим.

Как клиенты могут избежать эффекта падения напряжения с помощью диодных светодиодных решений?
Лучше всего это продемонстрировать на примере использования диодной светодиодной ленты.Технические характеристики показывают, что он может работать на высоте до 40 футов. Давайте сделаем это с помощью простых шагов, описанных ниже.

1. Рассчитайте требуемую мощность.
В спецификациях указано, что диодная светодиодная лента потребляет 2,09 Вт на фут. Диодный светодиод проверяет падение напряжения в продуктах и ​​указывает максимальные пробеги. Если вы остаетесь в пределах протестированной максимальной длины пробега, просто рассчитайте мощность на фут или на приспособление, чтобы определить надлежащую мощность драйвера. Для максимального пробега в 40 футов потребуется не менее 83.6 Вт для правильного питания светодиодной ленты. (2,09 Вт на фут x 40 футов = 83,6 Вт)

2. Определите подходящий калибр проводов для прокладки между драйвером и светодиодным светильником. Продукты
с диодными светодиодами будут работать только в соответствии с указаниями при условии падения напряжения между драйвером и светодиодными лампами не более 3%. Степень падения напряжения определяется четырьмя основными факторами: входным напряжением (12 В или 24 В), длиной кабеля, калибром проводов и общей нагрузкой на осветительные приборы (ватты и амперы).

Электрик или установщик может использовать приведенную ниже таблицу, чтобы определить подходящий калибр проводов для установки. Если в нашем примере драйвер установлен в 20 футах от диодной светодиодной ленты, вторая диаграмма показывает, что правильный калибр провода — 16 AWG.

Таблицы падения напряжения для диодных светодиодных ленточных ламп можно найти на страницах с описанием продуктов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *