Какое напряжение на светодиоде: как узнать на сколько вольт рассчитан, какое у него падение и рабочее питание в зависимости от цвета
Напряжение на светодиоде
схемы, конструкции, статьи
В сети «гуляют» таблицы со следующими величинами рабочего напряжения светодиодов:
белые 3-3,7 v
синие 2,5-3,7 v
зеленые 2,2-3,5 v
желтые 2,1-2,2 v
красные 1,6-2,03 v
В то же время производители конкретных SMD светодиодов дают следующие напряжение питания светодиодов:
Напряжение красного светодиода самое низкое, а белого – самое высокое.
На цвет свечения светодиода влияют добавки в полупроводнике. Корректировать цвет удается нанесением люминофора, так, например, получают из голубого свечения белый свет.
Падение напряжения на светодиоде зависит не только от цвета свечения, но и от конкретного типа, протекающего тока, температуры и старения. Отвод тепла в лампах, светильниках и прожекторах является очень важной задачей, т.к. сильно влияет на степень деградации светодиодов. .
На практике самым важным параметром светодиода, от которого зависит срок его службы, является номинальный ток.
В случае использования токограничивающих резисторов, напряжение желательно стабилизировать. КПД при таком включении складывается из КПД стабилизатора напряжения и потерь на резисторе и не превышает 80%, в то время как КПД современных драйверов-стабилизаторов тока не ниже 95%.
Наличие технологического разброса прямого падения напряжения даже у диодов произведённых в одном технологическом цикле, делает нежелательным их параллельное включение.
Проблема решается уменьшением тока через светодиоды с соответствующей потерей яркости свечения, либо установкой ограничительного резистора на каждый led.
При последовательном включении все светодиоды в гирлянде, должны быть одного типа или иметь одинаковый рабочий ток.
Следует помнить, что светодиод пропускает ток только при подаче на катод отрицательного напряжения, а на анод положительного. При обратном включении ток протекает при повышенном напряжении и следствием может стать пробой и выход из строя. Допустимое обратное напряжение, как правило, находится в пределах 5 вольт. При питании переменным током надо использовать встречно-параллельное включение диодов.
Зависимость интенсивности излучения светодиода от прямого тока нелинейная, при увеличении тока интенсивность излучения растет не пропорционально.
Лучшие схемы
- Лампы Saffit
- Светодиодная лампа General lighting
- Разрядное устройство
- Схема диодной лампы 5 Вт 220в
- Схема драйвера светодиодов на 220
- LED лампа Selecta g9 220v 5w
- Простое зарядное устройство
- Схема светодиодной лампы на 220в
- Светодиодная лампа ASD LED-A60
- Схема светодиодной ленты
- Простой цифровой термометр
- Лампа Фотон 15 Вт
- LED лампа Estares GL10-E27
- Светодиодная лампа smartbuy с драйвером на SM2082D
- Лампа народная на bp9916c
Статьи
- Светодиодные филаментные лампы
- Общедомовой учет тепла
- Линейные светодиодные светильники
- Светодиодные ленты LED
- Как паять светодиодную ленту
- Глушилки сотовых телефонов
- Освещение для дома
- Светодиодная лента на 220 в
- Подсветка для кухни из ленты
Схема драйвера для светодиодов лампы JCDR-G5.
3 на 220 вольт мощностью 7WЛампа своими руками
Простое зарядное устройство
Схема и устройство светодиодной лампы на 220 вольт
Светодиодные ленты LED
Светодиодная лента на 220 вольт
Подсветка для кухни своими руками
как определяется, на что влияет
Содержание
- 1 Как определить напряжение питания светодиодов
- 2 Как узнать падение напряжения на светодиоде
- 2.1 Теоретический метод
- 2.2 Практический метод
- 3 Итоги: что делать, если напряжение светодиода упало
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.
Прямое напряжение и КВЛ | Все о светодиодах
Прямое напряжение и КВЛ
Сохранить Подписаться
Пожалуйста, войдите, чтобы подписаться на это руководство.
После входа в систему вы будете перенаправлены обратно к этому руководству и сможете подписаться на него.
Для правильного использования каждого светодиода нам необходимо знать прямое напряжение . Что это за прямое напряжение? Поясним это на фото:
В нашей схеме из трех частей у нас есть батарея (вырабатывающая напряжение) и резистор + светодиод (использующий напряжение). Теперь я расскажу вам очень важный «закон» электроники:
В любой «петле» цепи напряжения должны уравновешиваться: генерируемое количество = используемому количеству
Этот закон «петли напряжения» был открыт человеком по имени Кирхгоф (поэтому он называется законом напряжения Кирхгофа = КВЛ).
И мы можем видеть петлю выше, где одна часть сделана из батареи +9В. Другая половина должна израсходовать +9В (сделав -9В так, чтобы обе половины контура были равны).
Какое отношение это имеет к Forward Voltage светодиода? Что ж, прямое напряжение — это «отрицательное напряжение», используемое светодиодом, когда он включен. Что-то вроде «отрицательной батареи»! Итак, давайте немного изменим нашу диаграмму.
Всякий раз, когда светодиод горит, напряжение, которое он использует, составляет где-то между 1,85 В и 2,5 В. Мы скажем 2,2 В в среднем — это хорошее предположение для большинства красных, желтых, оранжевых и светло-зеленых светодиодов. Если мы вычтем это из 9 В, мы получим около 6,8 В. Это напряжение, которое должен «поглощать» резистор.
Быстрая викторина!Допустим, у нас есть та же схема, что и выше, за исключением того, что на этот раз это батарея 5 В и светодиод с прямым напряжением 2,5 В, какое напряжение должен «поглощать» резистор?
Генерируемые напряжения = Используемые напряжения, поэтому 5 В = 2,5 В + ResistorVoltage.
Напряжение на резисторе 2,5В.
Допустим, у нас есть та же схема, что и выше, за исключением того, что на этот раз это батарея 5 В и светодиод с прямым напряжением 3,4 В, какое напряжение должен «поглощать» резистор?
Генерируемые напряжения = Используемые напряжения, поэтому 5 В = 3,4 В + ResistorVoltage. Напряжение на резисторе 1,6В.
Закон Ома
Что интересно в только что изученном нами законе (КВЛ), так это то, что мы нигде не используем сопротивление резистора. Это никогда не появляется в уравнении. Тем не менее, из наших предыдущих экспериментов мы точно знаем, что изменение сопротивления влияет на яркость светодиода. Должно быть что-то еще происходит, давайте продолжим работать над пониманием деталей….
Далее мы добавим еще один важный закон. Это называется Закон Ома — и он описывает, как работают резисторы.
В напряжение на резисторе (вольты) = ток через резистор (амперы)* R сопротивление резистора (омы)
V = I * R
Или два других способа записи для определения тока или сопротивления:
I = V / R
R = V / I
V для напряжения, R для сопротивления и I , как ни странно, для тока.
Да, это I немного раздражает, не так ли, ведь в текущем слове нет ни одного I ? К сожалению, 100 лет работают против нас, так что просто потерпите нас в этом.
Быстрый тест!
Если у меня есть резистор 3 Ом (R), через который проходит ток 0,5 Ампер (I). Чему равно напряжение (В) на резисторе?
Мы будем использовать V = I * R форму закона Ома. V = 0,5 А * 3 Ом = 1,5 Вольт.
Теперь у меня есть резистор 1000 Ом (R) и напряжение на нем 6,8 В (В). Какой ток (I) проходит через резистор?
Мы будем использовать I = V / R форму закона Ома. Ток = 6,8 В / 1000 = 6,8 мА.
Закон Ома очень важен, и его стоит немного изучить, чтобы с ним ознакомиться. Мы предлагаем придумать другие значения сопротивлений, токов и напряжений и использовать их для нахождения неизвестного значения. Если вы работаете с другом, проверяйте друг друга и проверяйте свои ответы ! Есть также «калькуляторы» в Интернете, с которыми вы можете проверить себя.
Решение для текущего
Теперь мы объединим оба KVL и Закон Ома с нашей диаграммой. Наш светодиод подключен к резистору 1000 Ом (вы должны убедиться в этом, проверив цветные полосы резистора!), и напряжение на этом резисторе должно быть 6,8В (закон КВЛ), поэтому ток через этот резистор должен быть быть 6,8 В / 1000 Ом = 6,8 мА (закон Ома).
Наша диаграмма становится немного плотной, но мы почти закончили. Ток резистора составляет 6,8 мА, и этот ток также проходит через светодиод, поэтому ток светодиода составляет 6,8 мА. «Большой крик», вы можете сказать. «Какое мне дело до тока светодиода?» Причина, по которой вас это должно волновать, заключается в следующем:
Величина тока (I), проходящего через светодиод, прямо пропорциональна его яркости.
Ага! Наконец, последняя часть головоломки.
Всякий раз, когда вы используете светодиод, убедитесь, что у вас всегда есть резистор! Резистор ограничивает ток, что предотвратит перегорание светодиода!
Большую часть времени вам понадобится действительно яркий светодиод, поэтому вы будете рассчитывать наименьший резистор, который вы можете использовать и не повредить светодиод. Но учтите, что чем больше ток потребляет светодиод, тем быстрее разрядится батарея. Таким образом, есть веские причины для контроля яркости, если, скажем, у вас маленькая батарея и вы хотите, чтобы свет работал долго.
Поскольку, как мы видели, слишком большой ток приведет к тому, что светодиод перегорит, какой ток лучше всего использовать? Для некоторых очень больших «мощных светодиодов» ток может достигать 1 или 2 ампер, но почти для каждого 3-мм, 5-мм или 10-мм светодиода величина тока, которую вы должны использовать, составляет 20 мА.
Вы можете увидеть это в таблице данных, о которой мы говорили ранее. Видите самый правый столбец? IF — это F или выше Current (I) , и они используют 20 мА.
Для 99% светодиодов, с которыми вы столкнетесь, оптимальный ток составляет 20 миллиампер (0,02 А) , но не бойтесь увеличить его до 30 мА, если вам нужно немного больше яркости.
Информация о светодиодах Пересмотр резисторов
Это руководство было впервые опубликовано 11 февраля 2013 года. обновлено 29 ноября 2022 г.
Эта страница (Forward Voltage and KVL) последний раз обновлялась 29 ноября 2022 г.
Текстовый редактор на базе tinymce.
Прямые напряжения различных светодиодов
Опубликовано
Светодиоды (светоизлучающие диоды) имеют массу преимуществ перед другими типами освещения. Они ударопрочные и довольно жесткие. Они очень эффективны по сравнению с другими технологиями освещения.
Прямое напряжение
Одной из характеристик, на которую следует обратить внимание при планировании использования светодиода, является прямое напряжение (V F ). V F — это напряжение, потребляемое светодиодом или падающее, когда ток течет в соответствующем направлении вперед. Номинальное прямое напряжение должно быть соблюдено, чтобы зажечь светодиод, и это номинальное значение зависит от цвета светодиода. Причина этого в том, что для получения разных цветов в полупроводниковой части светодиода используются разные материалы.
Сверхяркий красный светодиод Kingbright (APT2012SRCPRV)Цвета и материалы светодиодов
Способность генерировать разные цвета — это характеристика, которую мы учитываем при использовании светодиода, поскольку ее можно использовать для индикации состояния цепи. Иногда мы используем зеленые светодиоды, чтобы указать, что цепь находится в хорошем состоянии, или красные светодиоды, чтобы указать на наличие проблемы.
Светодиоды могут быть красными, оранжевыми, желтыми, зелеными, синими, белыми или фиолетовыми, и этот цвет определяется используемыми в них полупроводниковыми материалами. Если у вас есть светодиод RGB, в котором красный, зеленый и синий светодиоды расположены очень близко друг к другу, вы даже можете получить практически любой цвет в спектре.
Способ определения цвета отдельных светодиодов определяется энергией, которую электрон теряет, когда электрон перемещается с одной стороны светодиода на другую. Количество энергии, которую электрон излучает в виде света, определяется материалами светодиода. Генерируемый фотон будет иметь характеристическую длину волны, и производители выбирают материалы для получения желаемых цветов. Ознакомьтесь с этой таблицей с диапазоном цветов и их длин волн, материалов и светодиода V 9.0182 F , это также находится в разделе ссылок здесь, на CircuitBread.com. Цвет светодиода
и прямое напряжение в зависимости от материала Быстрый способ проверить светодиоды, чтобы узнать V F и цвет (если это еще не очевидно), — это использовать цифровой мультиметр (DMM), который всегда должен быть под рукой.
Большинство цифровых мультиметров могут управлять большинством светодиодов, однако есть некоторые цифровые мультиметры, которые не обеспечивают напряжение или ток, необходимые для освещения светодиода. Еще одна причина, по которой тест может не сработать, заключается в том, что для вашего светодиода требуется большой ток (по сравнению со стандартными светодиодами) или падение напряжения больше, чем может обеспечить цифровой мультиметр. Вы должны обнаружить, что красные, зеленые или желтые светодиоды имеют относительно низкое прямое напряжение в диапазоне 1,6–2,2 В. Однако синие и белые светодиоды могут начать проводить от 2,5 до 4 В.
Во многих проектах и продуктах используются светодиоды, и при их использовании важно знать напряжение и ток, необходимые для их использования. Ознакомьтесь с требованиями V F в техническом описании ваших светодиодов, пока вы планируете их питание, и вы будете рады видеть, как светодиоды разных цветов могут улучшить ваш проект.