รายละเอียดแรงดันไฟฟ้า LED - วิธีค้นหากระแสไฟที่ใช้งาน
บ่อยครั้งที่ LED ตกไปอยู่ในมือของช่างซ่อมหรือนักวิทยุสมัครเล่นโดยไม่ต้องใช้เอกสารทางเทคนิค สำหรับการใช้อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์อย่างถูกต้อง จำเป็นต้องทราบคุณลักษณะของอุปกรณ์ มิฉะนั้น ความล้มเหลวในช่วงต้นขององค์ประกอบการเปล่งแสงจะหลีกเลี่ยงไม่ได้ แม้ว่าพารามิเตอร์ควบคุมสำหรับ LED จะเป็นกระแส แต่การรู้ว่าแรงดันไฟฟ้าในการทำงานนั้นสำคัญ - หากเกินนั้น อายุการใช้งานของจุดเชื่อมต่อ p-n จะสั้น
วิธีค้นหาว่า LED ดวงใดอยู่ในหลอดไฟ
ตัวเลือกที่ง่ายที่สุดคือถ้าหลอดไฟทำงานได้อย่างสมบูรณ์ ในกรณีนี้ คุณเพียงแค่ต้องวัดแรงดันตกคร่อมองค์ประกอบใดๆ หากเมื่อใช้พลังงาน องค์ประกอบหนึ่งหรือหลายองค์ประกอบไม่ส่องแสง (หรือทั้งหมด) คุณต้องไปทางอื่น
หากหลอดไฟถูกสร้างขึ้นตามแบบแผนพร้อมคนขับ แรงดันไฟขาออกจะแสดงบนไดรเวอร์ในรูปแบบของขีด จำกัด บนและล่าง นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าคนขับรักษากระแสให้คงที่ ในการทำเช่นนี้ เขาต้องเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าภายในขอบเขตที่กำหนดแรงดันไฟจริงจะต้องวัดด้วยมัลติมิเตอร์และตรวจดูให้แน่ใจว่าเป็นปกติ ถัดไป มองเห็น (ตามรอยทางของแผงวงจรพิมพ์) กำหนดจำนวนสายคู่ขนานของ LED ในเมทริกซ์และจำนวนองค์ประกอบในสายโซ่ แรงดันไฟฟ้า ไดรเวอร์ ต้องหารด้วยจำนวนขององค์ประกอบที่เชื่อมต่อแบบอนุกรม หากไม่มีการระบุแรงดันไฟฟ้าของไดรเวอร์ ก็สามารถวัดได้จริงเท่านั้น
หากโคมไฟถูกสร้างขึ้นตามวงจรที่มีตัวต้านทานบัลลาสต์และทราบค่าความต้านทาน (หรือสามารถวัดได้) แรงดันไฟฟ้า LED สามารถกำหนดได้โดยการคำนวณ ในการดำเนินการนี้ คุณจำเป็นต้องรู้กระแสการทำงาน ในกรณีนี้คุณต้องคำนวณ:
- แรงดันตกคร่อมตัวต้านทาน - Uresistor \u003d Irab * Rresistor;
- แรงดันตกคร่อม LED chain – Uled=Usupply – Uresistor;
- แบ่ง Uled ด้วยจำนวนอุปกรณ์ในห่วงโซ่
หากไม่ทราบ Iwork สามารถรับได้ 20-25 mA (วงจรที่มีตัวต้านทานใช้สำหรับหลอดไฟกำลังต่ำ) ความถูกต้องจะเป็นที่ยอมรับสำหรับการใช้งานจริง
แรงดันไปข้างหน้าของ LED มีกี่โวลต์
หากคุณศึกษาลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟกระแสไฟมาตรฐานของ LED คุณจะสังเกตเห็นจุดต่างๆ เกี่ยวกับลักษณะนี้:
- เมื่อถึงจุด 1 p-n การเปลี่ยนแปลงจะเริ่มเปิดขึ้น กระแสไฟไหลผ่านและไฟ LED เริ่มติดสว่าง
- เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น กระแสไฟก็จะถึงค่าการทำงาน (ในกรณีนี้คือ 20 mA) และ ณ จุดที่ 2 แรงดันไฟทำงานสำหรับ LED นี้ ความสว่างของการเรืองแสงจะเหมาะสมที่สุด
- เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอีก กระแสจะเพิ่มขึ้น และ ณ จุดที่ 3 ถึงค่าสูงสุดที่อนุญาต หลังจากนั้นจะล้มเหลวอย่างรวดเร็ว และเส้นโค้ง CVC จะเติบโตในทางทฤษฎีเท่านั้น (พื้นที่เส้นประ)
ควรสังเกตว่าหลังจากสิ้นสุดการผันแปรและไปถึงส่วนเชิงเส้นแล้ว คุณลักษณะ I–V มีความชันมาก ซึ่งนำไปสู่ผลที่ตามมาสองประการ:
- เมื่อกระแสเพิ่มขึ้น (ตัวอย่างเช่น หากไดรเวอร์ทำงานผิดปกติหรือไม่มีตัวต้านทานบัลลาสต์) แรงดันไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ดังนั้นเราสามารถพูดคุยเกี่ยวกับแรงดันตกคงที่ตลอดทางแยก p-n โดยไม่คำนึงถึงกระแสการทำงาน (เอฟเฟกต์การรักษาเสถียรภาพ)
- ด้วยแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อย กระแสจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าบนองค์ประกอบให้สัมพันธ์กับการทำงานอย่างมีนัยสำคัญ
ไฟ LED มีกี่โวลต์
พารามิเตอร์ของ LED ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ทำจุดเชื่อมต่อ p-n แม้ว่าลักษณะบางอย่างยังคงขึ้นอยู่กับการออกแบบ ค่าทั่วไปของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานและสีของแสงสำหรับองค์ประกอบพลังงานต่ำที่กระแส 20 mA สรุปไว้ในตาราง:
| วัสดุ | สีเรืองแสง | ช่วงแรงดันไปข้างหน้า V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | อินฟราเรด | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | สีแดง | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | ส้ม | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | สีเหลือง | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | เขียว | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | สีฟ้า | 3,2 – 4,5 |
| ฟอสฟอรัส | สีขาว | 2,7 – 4,3 |
ไฟ LED ส่องสว่างอันทรงพลังทำงานที่กระแสสูง ดังนั้นคริสตัลของ LED 5730 ยอดนิยมจึงได้รับการออกแบบสำหรับการทำงานระยะยาวที่กระแส 150 mAแต่เนื่องจาก CVC ที่สูงชันซึ่งทำให้แรงดันไฟฟ้าตกคงที่ Uwork ของมันจึงอยู่ที่ประมาณ 3.2 V ซึ่งพอดีกับค่าที่ระบุในตาราง
วิธีการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า
วิธีที่ชัดเจนที่สุดในการกำหนดแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์คือการใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุม หากแหล่งจ่ายไฟถูกควบคุมตั้งแต่เริ่มต้นและในขณะเดียวกันก็สามารถควบคุมกระแสไฟได้ (และดียิ่งขึ้น - ข้อ จำกัด ของมัน) ก็ไม่จำเป็นต้องอย่างอื่นอีก
จำเป็น เชื่อมต่อ LED ถึงแหล่งที่มาโดยเคร่งครัด ขั้ว. ถัดไป คุณต้องเพิ่มแรงดันไฟฟ้าอย่างราบรื่น (สูงสุด 3..3.5 V) ที่แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ไฟ LED จะกะพริบเต็มกำลัง ระดับนี้จะสัมพันธ์กับกระแสไฟที่ใช้งานโดยประมาณ ซึ่งสามารถอ่านได้จากแอมมิเตอร์ หากอุปกรณ์ไม่มีแอมมิเตอร์ในตัว ขอแนะนำให้ควบคุมกระแสไฟโดยใช้อุปกรณ์ภายนอก
วิธีนี้ใช้ได้กับอุปกรณ์ในช่วงออปติคัล การเรืองแสงของ LED UV และ IR ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า แต่ในกรณีหลัง คุณสามารถชมการเปิดไฟ LED ผ่านกล้องของสมาร์ทโฟนได้ ด้วยวิธีนี้สามารถติดตามการปรากฏตัวของรังสีอินฟราเรดได้
สำคัญ! เมื่อแรงดันไฟเพิ่มขึ้น ห้ามเกิน 3..3.5 V! หากไฟ LED ไม่สว่างภายใต้สภาวะเหล่านี้ อุปกรณ์อาจเชื่อมต่อในขั้วย้อนกลับ อาจล้มเหลวเนื่องจากเกินขีดจำกัดแรงดันย้อนกลับ
หากไม่มีแหล่งควบคุม คุณสามารถใช้แหล่งจ่ายไฟทั่วไปที่มีเอาต์พุตคงที่ ซึ่งสูงกว่าแรงดันไฟ LED ที่คาดไว้อย่างเห็นได้ชัด หรือแม้แต่แบตเตอรี่ขนาด 9 V แต่ในกรณีนี้จะสามารถตรวจสอบได้เฉพาะ LED พลังงานต่ำเท่านั้นต้องบัดกรีตัวต้านทานแบบอนุกรมกับองค์ประกอบเปล่งแสงเพื่อให้กระแสในวงจรไม่เกินขีดจำกัดบน หากสันนิษฐานว่า LED ใช้พลังงานต่ำและทำงานที่กระแสไฟไม่เกิน 20 mA ดังนั้นสำหรับแหล่งจ่ายไฟที่มีแรงดันเอาต์พุต 12 V ตัวต้านทานควรอยู่ที่ประมาณ 500 โอห์ม หากคุณใช้อุปกรณ์ให้แสงสว่างที่มีประสิทธิภาพ (เช่น ขนาด 5730) ที่มีกระแสไฟ 150 mA (แบตเตอรี่จะไม่จ่ายกระแสไฟดังกล่าวเสมอไป) ตัวต้านทานควรอยู่ที่ประมาณ 10 โอห์ม จำเป็นต้องเชื่อมต่อวงจรกับแหล่งจ่ายแรงดันคงที่ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไฟ LED ติดสว่างและวัดแรงดันตกคร่อมบนนั้น
มีวิธีอื่นในการค้นหาว่ามากแค่ไหน โวลต์คำนวณ LED.
มัลติมิเตอร์
สำหรับมัลติมิเตอร์บางรุ่น แรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับขั้วในโหมดทดสอบไดโอดจะสูงพอที่จะให้แสง LED อุปกรณ์วัดดังกล่าวสามารถใช้เพื่อกำหนดแรงดันไฟฟ้าในการทำงานของ LED ในขณะเดียวกันก็ตรวจสอบพินเอาต์ขององค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ หากเชื่อมต่อหัวต่อ p-n อย่างถูกต้อง หัวต่อจะเริ่มเรืองแสง และผู้ทดสอบจะแสดงความต้านทาน (ขึ้นอยู่กับประเภทของ LED) ปัญหาของวิธีนี้คือต้องใช้มัลติมิเตอร์ตัวที่สองในการวัดค่าการทำงานจริงของ U ที่พิน LED และอีกจุดหนึ่ง: แรงดันการวัดของมัลติมิเตอร์ไม่น่าจะเพียงพอที่จะนำ LED ไปยังจุดทำงานปัจจุบัน การมองเห็นนี้จะสังเกตได้จากการเรืองแสงที่สว่างไม่เพียงพอ และสำหรับการวัด นี่หมายความว่า LED ไปไม่ถึงส่วนเชิงเส้นของ CVC และค่าจริงของแรงดันไฟฟ้าในการทำงานจะสูงขึ้น
ตามรูปลักษณ์
แรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานสามารถประมาณได้โดยประมาณตามลักษณะและสีของไฟ LED ที่เรืองแสง (บางครั้งสามารถกำหนดสีได้แม้จะไม่ได้เปิดเครื่องอุปกรณ์) ในการดำเนินการนี้ คุณสามารถใช้ตารางด้านบน แต่เป็นไปไม่ได้ที่จะกำหนดแรงดันไฟฟ้าด้วยสีของไฟ LED ที่เรืองแสงได้อย่างชัดเจน บ่อยครั้งที่ผู้ผลิตย้อมสีสารประกอบเพื่อให้สีของรังสีของจุดเชื่อมต่อ p-n เกิดขึ้นจากสีของเลนส์และได้รับเฉดสีใหม่ นอกจากนี้ แม้จะอยู่ในสีเดียวกัน ก็มีพารามิเตอร์กระจาย (ดูตาราง) สำหรับ LED ประเภทต่างๆ ดังนั้น สำหรับ LED สีขาว ความต่างศักย์ไฟฟ้าสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 50%
วิธีค้นหาว่าปัจจุบัน LED ได้รับการจัดอันดับสำหรับ
จากทั้งหมดที่กล่าวมานี้ใช้กับไฟ LED ธรรมดาที่ทำงานโดยไม่มีองค์ประกอบในตัวเพิ่มเติม เทคโนโลยีที่มีอยู่ทำให้คุณสามารถฝังส่วนประกอบเพิ่มเติมในเคสของอุปกรณ์ได้ ตัวอย่างเช่น ตัวต้านทานการดับ นี่คือวิธีที่ได้รับ LED สำหรับแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น - 5.12 หรือ 220 V. แทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะกำหนดแรงดันไฟของอุปกรณ์ดังกล่าวด้วยสายตา. ดังนั้นจึงมีทางเดียวเท่านั้น
หากวิธีการก่อนหน้านี้ใช้ไม่ได้ผล และคุณแน่ใจว่า LED ทำงาน คุณควรพยายามเพิ่มแรงดันไฟฟ้าเข้าไป ขั้นแรก 5 V แล้วเพิ่มแรงดันเป็น 12 V หากไม่ได้ผลคุณสามารถลองเพิ่มได้อีกมากถึง 220 โวลต์. แต่จะดีกว่าที่จะไม่ทดลองถึงค่าดังกล่าว - แรงดันไฟฟ้านี้เป็นอันตรายต่อมนุษย์ นอกจากนี้ ในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาด คุณสามารถทำลายตัวเรือน LED ได้ ในกรณีนี้ อาจเกิดฟองเล็กๆ ฉนวนลวดหลอมเหลว ไฟไหม้ ฯลฯ ได้ปัจจุบันเทคโนโลยีก้าวไปไกลแล้วและ LED ไม่แพงมากจนเสี่ยงต่ออุปกรณ์และสุขภาพด้วยเหตุนี้
เสริมความรู้ด้วยวิดีโอ
