جهد LED بالتفصيل - كيفية معرفة تيار التشغيل
في كثير من الأحيان ، تقع مصابيح LED في أيدي مصلح أو هواة راديو دون استخدام التوثيق الفني. من أجل الاستخدام الصحيح لأجهزة أشباه الموصلات ، من الضروري معرفة خصائصها ، وإلا فإن الفشل المبكر للعنصر الباعث للضوء أمر لا مفر منه. على الرغم من أن معلمة التحكم الخاصة بمصباح LED حالية ، إلا أن معرفة جهد التشغيل أمر مهم - إذا تم تجاوزه ، فسيكون عمر الوصلة pn قصيرًا.
كيفية معرفة مؤشر LED الموجود في المصباح
الخيار الأسهل هو ما إذا كان المصباح يعمل بكامل طاقته. في هذه الحالة ، تحتاج فقط إلى قياس انخفاض الجهد عبر أي عنصر من العناصر. إذا لم يلمع عنصر واحد أو أكثر (أو الكل) عند تطبيق الطاقة ، فيجب عليك السير في الاتجاه الآخر.
إذا تم بناء المصباح وفقًا للمخطط مع برنامج تشغيل ، فسيتم تحديد جهد الخرج على السائق في شكل حدود عليا وسفلية. هذا يرجع إلى حقيقة أن السائق يستقر في التيار. للقيام بذلك ، يحتاج إلى تغيير الجهد ضمن حدود معينة.يجب قياس الجهد الفعلي بمقياس متعدد والتأكد من أنه طبيعي. بعد ذلك ، حدد بصريًا (على طول مسارات لوحة الدوائر المطبوعة) عدد السلاسل المتوازية لمصابيح LED في المصفوفة وعدد العناصر في السلسلة. الجهد االكهربى السائقين يجب تقسيمها على عدد العناصر المتصلة بالسلسلة. إذا لم تتم الإشارة إلى الجهد على السائق ، فلا يمكن قياسه إلا في الواقع.
إذا تم بناء المصباح وفقًا للدائرة بمقاوم الصابورة وكانت مقاومته معروفة (أو يمكن قياسها) ، فيمكن تحديد جهد LED عن طريق الحساب. للقيام بذلك ، تحتاج إلى معرفة تيار التشغيل. في هذه الحالة ، تحتاج إلى حساب:
- انخفاض الجهد عبر المقاوم - Uresistor \ u003d Irab * Rresistor ؛
- انخفاض الجهد عبر سلسلة LED - Uled = Usupply - Uresistor ؛
- قسّم Uled على عدد الأجهزة في السلسلة.
إذا كان Iwork غير معروف ، فيمكن اعتباره مساويًا لـ 20-25 مللي أمبير (يتم استخدام دائرة بمقاوم للمصابيح منخفضة الطاقة). ستكون الدقة مقبولة لأغراض عملية.
كم فولت هو الجهد الأمامي للـ LED
إذا كنت تدرس خاصية الجهد الحالي القياسي لمصباح LED ، فيمكنك ملاحظة عدة نقاط مميزة عليها:
- عند النقطة 1 ص ، يبدأ الانتقال في الفتح. يتدفق التيار من خلاله ويبدأ المصباح في التوهج.
- مع زيادة الجهد ، يصل التيار إلى قيمة العمل (في هذه الحالة 20 مللي أمبير) ، وعند النقطة 2 يعمل الجهد لمصباح LED ، يصبح سطوع التوهج هو الأمثل.
- مع زيادة أخرى في الجهد ، يزداد التيار ، وعند النقطة 3 يصل إلى أقصى قيمة مسموح بها. بعد ذلك ، يفشل بسرعة ، وينمو منحنى CVC نظريًا فقط (المقطع المتقطع).
وتجدر الإشارة إلى أنه بعد انتهاء الانعطاف والوصول إلى المقطع الخطي ، فإن خاصية I-V لها انحدار كبير ، مما يؤدي إلى نتيجتين:
- عندما يزداد التيار (على سبيل المثال ، إذا تعطل السائق أو لم يكن هناك مقاومة صابورة) ، يرتفع الجهد قليلاً ، لذلك يمكننا التحدث عن انخفاض الجهد المستمر عبر الوصلة p-n ، بغض النظر عن تيار التشغيل (تأثير التثبيت) ؛
- مع زيادة طفيفة في الجهد ، يزداد التيار بسرعة.
لذلك ، من المستحيل زيادة الجهد بشكل كبير على العنصر بالنسبة للعنصر العامل.
كم فولت هي المصابيح
تعتمد معلمات مصابيح LED في الغالب على المادة التي يتكون منها الوصلة pn ، على الرغم من أن بعض الخصائص لا تزال تعتمد على التصميم. يتم تلخيص القيم النموذجية لجهد التشغيل ولون التوهج للعناصر منخفضة الطاقة عند تيار 20 مللي أمبير في الجدول:
| مواد | توهج اللون | نطاق الجهد الأمامي ، V |
|---|---|---|
| GaAs ، GaAlAs | الأشعة تحت الحمراء | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP ، GaP ، AlInGaP | أحمر | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP ، GaP ، AlInGaP | البرتقالي | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP ، GaP ، AlInGaP | الأصفر | 1,7 – 2,5 |
| GaP و InGaN | لون أخضر | 1,7 – 4 |
| ZnSe ، InGaN | أزرق | 3,2 – 4,5 |
| الفوسفور | أبيض | 2,7 – 4,3 |
تعمل مصابيح LED للإضاءة القوية في التيارات العالية. وبالتالي ، تم تصميم بلورة LED 5730 الشهير للتشغيل طويل الأمد بتيار 150 مللي أمبير.ولكن نظرًا لانحدار CVC الذي يعمل على استقرار انخفاض الجهد ، فإن Uwork يبلغ حوالي 3.2 فولت ، وهو ما يتناسب مع القيمة الموضحة في الجدول.
كيفية تحديد الجهد
الطريقة الأكثر وضوحًا لتحديد جهد جهاز أشباه الموصلات هي استخدام مصدر طاقة منظم. إذا تم تنظيم مصدر الطاقة من نقطة الصفر وفي نفس الوقت يكون التحكم الحالي ممكنًا (والأفضل من ذلك - حدوده) ، فلا داعي لأي شيء آخر.
ضروري ربط الصمام إلى المصدر ، مراقبة صارمة قطبية. بعد ذلك ، تحتاج إلى رفع الجهد بسلاسة (حتى 3..3.5 فولت). عند جهد معين ، سيومض مؤشر LED بكامل قوته. سيتوافق هذا المستوى تقريبًا مع تيار التشغيل ، والذي يمكن قراءته على مقياس التيار الكهربائي. إذا كان الجهاز لا يحتوي على مقياس التيار الكهربائي المدمج ، فمن المستحسن للغاية التحكم في التيار باستخدام جهاز خارجي.
هذه الطريقة قابلة للتطبيق على الأجهزة في النطاق البصري. لا يظهر توهج مصابيح الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء للرؤية البشرية ، ولكن في الحالة الأخيرة ، يمكنك مشاهدة مؤشر LED وهو يعمل من خلال كاميرا الهاتف الذكي. بهذه الطريقة ، يمكن تتبع ظهور الأشعة تحت الحمراء.
مهم! عندما يرتفع الجهد لا تتجاوز 3..3.5 فولت! إذا لم يضيء مؤشر LED في ظل هذه الظروف ، فقد يتم توصيل الجهاز بقطبية عكسية. قد يفشل بسبب تجاوز حد الجهد العكسي.
إذا لم يكن هناك مصدر منظم ، فيمكنك أن تأخذ مصدر طاقة تقليدي مع خرج ثابت ، والذي من الواضح أنه أعلى من جهد LED المتوقع. أو حتى بطارية 9 فولت ، ولكن في هذه الحالة سيكون من الممكن فقط التحقق من مؤشر LED منخفض الطاقة.يجب أن يتم لحام المقاوم في سلسلة إلى العنصر الباعث للضوء بحيث لا يتجاوز التيار في الدائرة الحد الأعلى. إذا افترضنا أن مؤشر LED منخفض الطاقة ويعمل بتيار لا يزيد عن 20 مللي أمبير ، فعندئذٍ بالنسبة لمصدر بجهد خرج 12 فولت ، يجب أن يكون المقاوم حوالي 500 أوم. إذا كنت تستخدم تركيبات إضاءة قوية (على سبيل المثال ، الحجم 5730) بتيار 150 مللي أمبير (لن توفر البطارية دائمًا مثل هذا التيار) ، فيجب أن يكون المقاوم حوالي 10 أوم. من الضروري توصيل الدائرة بمصدر جهد ثابت ، وتأكد من إضاءة LED وقياس انخفاض الجهد عبرها.
هناك طرق بديلة لمعرفة المقدار فولت محسوب LED.
المقياس المتعدد
مع بعض أجهزة القياس المتعددة ، يكون الجهد المطبق على المحطات في وضع اختبار الصمام الثنائي مرتفعًا بما يكفي لإضاءة مؤشر LED. يمكن استخدام جهاز القياس هذا لتحديد جهد التشغيل لمصباح LED ، مع التحقق في نفس الوقت من طرف عنصر أشباه الموصلات. إذا تم توصيل الوصلة p-n بشكل صحيح ، سيبدأ التقاطع في التوهج ، وسيظهر المختبر بعض المقاومة (حسب نوع LED). تكمن المشكلة في هذه الطريقة في أن المقياس المتعدد الثاني مطلوب لقياس القيمة الفعلية للعمل U عند دبابيس LED. ونقطة أخرى: من غير المحتمل أن يكون جهد القياس للمقياس المتعدد كافياً لإحضار LED إلى نقطة التشغيل الحالية. بصريًا ، يمكن ملاحظة ذلك من خلال التوهج الساطع غير الكافي ، وبالنسبة للقياسات ، فهذا يعني أن LED لم يصل إلى الجزء الخطي من CVC وأن القيمة الفعلية لجهد التشغيل ستكون أعلى.
حسب المظهر
يمكن تقدير جهد التشغيل تقريبًا من خلال مظهر ولون توهج LED (في بعض الأحيان يمكن تحديد اللون حتى بدون تشغيل الجهاز). للقيام بذلك ، يمكنك استخدام الجدول أعلاه. لكن من المستحيل تحديد الجهد بشكل لا لبس فيه من خلال لون توهج LED. في كثير من الأحيان ، يقوم المصنعون بتلوين المركب بحيث يتشكل لون إشعاع الوصلة pn مع لون العدسة ويتم الحصول على ظل جديد. بالإضافة إلى ذلك ، حتى داخل نفس اللون ، هناك انتشار للمعلمات (انظر الجدول) لمصابيح LED من أنواع مختلفة. لذلك ، بالنسبة لمصباح LED أبيض ، يمكن أن يصل فرق الجهد إلى أكثر من 50٪.
كيف تعرف ما هو تصنيف LED الحالي
كل ما سبق ينطبق على مصابيح LED العادية التي تعمل بدون عناصر مدمجة إضافية. تسمح لك التقنيات الحالية بتضمين مكونات إضافية في علبة الجهاز. على سبيل المثال ، إخماد المقاومات. هذه هي الطريقة التي يتم بها الحصول على مصابيح LED للجهد العالي - 5.12 أو 220 فولت. يكاد يكون من المستحيل تحديد جهد الإشعال لهذه الأجهزة بصريًا.. لذلك ، هناك طريقة واحدة فقط.
إذا لم تنجح الطرق السابقة وكنت متأكدًا من أن مؤشر LED يعمل ، فيجب أن تحاول زيادة الجهد عليه. أولاً ، 5 فولت ، ثم قم بزيادة الجهد إلى 12 فولت ، إذا لم تكن هناك نتيجة ، يمكنك محاولة الزيادة أكثر ، حتى 220 فولت. لكن من الأفضل عدم تجربة مثل هذه القيم - هذا الجهد خطير على البشر. بالإضافة إلى ذلك ، في حالة حدوث خطأ ، يمكنك الحصول على تدمير مبيت LED. في هذه الحالة ، قد يحدث فرقعة صغيرة ، وانصهار السلك العازل ، والحريق ، وما إلى ذلك.في الوقت الحاضر ، تقدمت التكنولوجيا إلى الأمام بعيدًا ، ولم يعد LED باهظًا لدرجة المخاطرة بالمعدات والصحة بسببه.
عزز المعرفة بمقاطع الفيديو.
