Tegangan LED secara detail - cara mengetahui arus operasi
Seringkali, LED jatuh ke tangan tukang reparasi atau amatir radio tanpa penerapan dokumentasi teknis. Untuk penggunaan perangkat semikonduktor yang benar, perlu diketahui karakteristiknya, jika tidak, kegagalan awal elemen pemancar cahaya tidak dapat dihindari. Meskipun parameter kontrol untuk LED adalah arus, mengetahui tegangan operasi itu penting - jika terlampaui, umur sambungan p-n akan pendek.
Cara mengetahui LED mana yang ada di lampu
Pilihan termudah adalah jika lampu berfungsi penuh. Dalam hal ini, Anda hanya perlu mengukur penurunan tegangan di salah satu elemen. Jika, ketika daya diterapkan, satu atau lebih elemen tidak bersinar (atau semua), Anda harus pergi ke arah lain.
Jika lampu dibangun sesuai skema dengan driver, maka tegangan output ditunjukkan pada driver dalam bentuk batas atas dan bawah. Ini disebabkan oleh fakta bahwa pengemudi menstabilkan arus. Untuk melakukan ini, ia perlu mengubah tegangan dalam batas-batas tertentu.Tegangan aktual harus diukur dengan multimeter dan pastikan tegangannya normal. Selanjutnya, secara visual (di sepanjang jalur papan sirkuit tercetak) tentukan jumlah rantai paralel LED dalam matriks dan jumlah elemen dalam rantai. Voltase pengemudi harus dibagi dengan jumlah elemen yang terhubung seri. Jika tegangan pada driver tidak ditunjukkan, maka itu hanya dapat diukur secara nyata.
Jika luminer dibangun sesuai dengan rangkaian dengan resistor balast dan resistansinya diketahui (atau dapat diukur), maka tegangan LED dapat ditentukan dengan perhitungan. Untuk melakukan ini, Anda perlu mengetahui arus operasi. Dalam hal ini, Anda perlu menghitung:
- penurunan tegangan melintasi resistor - Uresistor \u003d Irab * Resistor;
- penurunan tegangan pada rantai LED – Uled=Supply – Uresistor;
- membagi Uled dengan jumlah perangkat dalam rantai.
Jika Iwork tidak diketahui, dapat diambil sama dengan 20-25 mA (rangkaian dengan resistor digunakan untuk lampu berdaya rendah). Akurasi akan dapat diterima untuk tujuan praktis.
Berapa volt tegangan maju LED
Jika Anda mempelajari karakteristik tegangan arus standar LED, Anda dapat melihat beberapa poin karakteristik di atasnya:
- Pada titik 1 p-n transisi mulai terbuka. Arus mengalir melaluinya dan LED mulai menyala.
- Saat tegangan meningkat, arus mencapai nilai kerja (dalam hal ini 20 mA), dan pada titik 2 tegangan bekerja untuk LED ini, kecerahan cahaya menjadi optimal.
- Dengan peningkatan tegangan lebih lanjut, arus meningkat, dan pada titik 3 mencapai nilai maksimum yang diizinkan. Setelah itu, dengan cepat gagal, dan kurva CVC hanya tumbuh secara teoritis (area putus-putus).
Perlu dicatat bahwa setelah akhir infleksi dan mencapai bagian linier, karakteristik I–V memiliki kecuraman yang besar, yang mengarah pada dua konsekuensi:
- ketika arus meningkat (misalnya, jika driver tidak berfungsi atau tidak ada resistor pemberat), tegangan naik sedikit, sehingga kita dapat berbicara tentang penurunan tegangan konstan di persimpangan p-n, terlepas dari arus operasi (efek stabilisasi);
- Dengan sedikit peningkatan tegangan, arus meningkat dengan cepat.
Oleh karena itu, tidak mungkin untuk secara signifikan meningkatkan tegangan pada elemen relatif terhadap yang bekerja.
Berapa volt LED?
Parameter LED sebagian besar bergantung pada bahan dari mana sambungan p-n dibuat, meskipun beberapa karakteristik masih bergantung pada desain. Nilai khas dari tegangan operasi dan warna cahaya untuk elemen daya rendah pada arus 20 mA dirangkum dalam tabel:
| Bahan | Warna bersinar | Rentang tegangan maju, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | Inframerah | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Merah | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Oranye | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Kuning | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | Hijau | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | Biru | 3,2 – 4,5 |
| Fosfor | Putih | 2,7 – 4,3 |
LED pencahayaan yang kuat beroperasi pada arus tinggi. Dengan demikian, kristal LED 5730 yang populer dirancang untuk operasi jangka panjang pada arus 150 mA.Tetapi karena CVC curam yang menstabilkan penurunan tegangan, Uwork-nya sekitar 3,2 V, yang sesuai dengan nilai yang ditunjukkan dalam tabel.
Cara menentukan tegangan
Metode yang paling jelas untuk menentukan tegangan perangkat semikonduktor adalah dengan menggunakan catu daya yang diatur. Jika catu daya diatur dari awal dan pada saat yang sama kontrol arus dimungkinkan (dan bahkan lebih baik - batasannya), maka tidak ada lagi yang diperlukan.
Diperlukan sambungkan LED ke sumbernya, dengan ketat mengamati polaritas. Selanjutnya, Anda perlu menaikkan tegangan dengan lancar (hingga 3..3.5 V). Pada tegangan tertentu, LED akan berkedip dengan kekuatan penuh. Tingkat ini kira-kira sesuai dengan arus operasi, yang dapat dibaca pada ammeter. Jika perangkat tidak memiliki ammeter internal, maka sangat diinginkan untuk mengontrol arus menggunakan perangkat eksternal.
Metode ini berlaku untuk perangkat dalam jangkauan optik. Cahaya LED UV dan IR tidak terlihat oleh penglihatan manusia, tetapi dalam kasus terakhir, Anda dapat melihat LED menyala melalui kamera smartphone. Dengan cara ini, kemunculan radiasi infra merah dapat dilacak.
Penting! Saat tegangan naik, jangan melebihi batas 3..3.5 V! Jika LED tidak menyala dalam kondisi ini, perangkat dapat dihubungkan dalam polaritas terbalik. Ini mungkin gagal karena melebihi batas tegangan balik.
Jika tidak ada sumber yang diatur, Anda dapat menggunakan catu daya konvensional dengan output tetap, yang jelas lebih tinggi dari tegangan LED yang diharapkan. Atau bahkan baterai 9 V, tetapi dalam hal ini Anda hanya dapat memeriksa LED daya rendah.Sebuah resistor harus disolder secara seri ke elemen pemancar cahaya sehingga arus dalam rangkaian tidak melebihi batas atas. Jika diasumsikan bahwa LED berdaya rendah dan beroperasi pada arus tidak lebih dari 20 mA, maka untuk sumber dengan tegangan keluaran 12 V, resistor harus sekitar 500 ohm. Jika Anda menggunakan perlengkapan pencahayaan yang kuat (misalnya, ukuran 5730) dengan arus 150 mA (baterai tidak akan selalu memberikan arus seperti itu), maka resistor harus sekitar 10 ohm. Penting untuk menghubungkan sirkuit ke sumber tegangan konstan, pastikan LED menyala dan ukur penurunan tegangan di atasnya.
Ada cara alternatif untuk mengetahui berapa banyak volt dihitung LED.
multimeter
Dengan beberapa multimeter, tegangan yang diterapkan ke terminal dalam mode uji dioda cukup tinggi untuk menyalakan LED. Alat pengukur semacam itu dapat digunakan untuk menentukan tegangan operasi LED, sekaligus memeriksa pinout elemen semikonduktor. Jika sambungan p-n terhubung dengan benar, sambungan akan mulai menyala, dan penguji akan menunjukkan beberapa hambatan (tergantung pada jenis LED). Masalah dengan metode ini adalah bahwa multimeter kedua diperlukan untuk mengukur nilai kerja U aktual pada pin LED. Dan poin lain: tegangan pengukuran multimeter tidak mungkin cukup untuk membawa LED ke titik operasi saat ini. Secara visual, ini terlihat oleh cahaya yang tidak cukup terang, dan untuk pengukuran ini berarti bahwa LED belum mencapai bagian linier dari CVC dan nilai sebenarnya dari tegangan operasi akan lebih tinggi.
Dengan penampilan
Tegangan operasi dapat diperkirakan secara perkiraan berdasarkan tampilan dan warna cahaya LED (terkadang warna dapat ditentukan bahkan tanpa menyalakan perangkat). Untuk melakukan ini, Anda dapat menggunakan tabel di atas. Tetapi tidak mungkin untuk secara jelas menentukan tegangan dengan warna cahaya LED. Seringkali, pabrikan mewarnai senyawa sehingga warna radiasi p-n junction terbentuk dengan warna lensa dan warna baru diperoleh. Selain itu, bahkan dalam warna yang sama, ada penyebaran parameter (lihat tabel) untuk berbagai jenis LED. Jadi, untuk LED putih, perbedaan tegangan bisa mencapai lebih dari 50%.
Cara mengetahui arus apa yang dinilai untuk LED
Semua hal di atas berlaku untuk LED biasa yang bekerja tanpa elemen bawaan tambahan. Teknologi yang ada memungkinkan Anda untuk menyematkan komponen tambahan dalam casing perangkat. Misalnya resistor quenching. Ini adalah bagaimana LED diperoleh untuk tegangan yang lebih tinggi - 5,12 atau 220 V. Hampir tidak mungkin untuk secara visual menentukan tegangan pengapian perangkat tersebut.. Karena itu, hanya ada satu cara.
Jika metode sebelumnya tidak berhasil dan Anda yakin bahwa LED berfungsi, Anda harus mencoba menerapkan tegangan yang meningkat padanya. Pertama, 5 V, kemudian naikkan tegangan menjadi 12 V, jika tidak ada hasil, Anda dapat mencoba meningkatkan lebih lanjut, hingga 220 V. Tetapi lebih baik tidak bereksperimen hingga nilai seperti itu - tegangan ini berbahaya bagi manusia. Selain itu, jika terjadi kesalahan, Anda bisa mendapatkan penghancuran rumah LED. Dalam hal ini, ledakan kecil, pelelehan isolasi kawat, kebakaran, dll. dapat terjadi.Saat ini, teknologi telah melangkah jauh ke depan, dan LED tidak begitu mahal sehingga membahayakan peralatan dan kesehatan karenanya.
Perkuat pengetahuan dengan video.
