Voltaje del LED en detalle: cómo averiguar la corriente de funcionamiento
A menudo, los LED caen en manos de un reparador o un radioaficionado sin la solicitud de documentación técnica. Para el uso correcto de los dispositivos semiconductores, es necesario conocer sus características, de lo contrario, la falla temprana del elemento emisor de luz es inevitable. Aunque el parámetro de control de un LED es la corriente, es importante conocer el voltaje de funcionamiento; si se excede, la vida útil de la unión p-n será corta.
Cómo saber qué LED está en la lámpara
La opción más fácil es si la lámpara es completamente funcional. En este caso, solo necesita medir la caída de voltaje en cualquiera de los elementos. Si al aplicar energía, uno o más elementos no brillan (o todos), se debe ir por el otro lado.
Si la lámpara se construye de acuerdo con el esquema con un controlador, el voltaje de salida se indica en el controlador en forma de límites superior e inferior. Esto se debe al hecho de que el controlador estabiliza la corriente. Para hacer esto, necesita cambiar el voltaje dentro de ciertos límites.Habrá que medir el voltaje real con un multímetro y asegurarse de que sea normal. Luego, determine visualmente (a lo largo de las pistas de la placa de circuito impreso) la cantidad de cadenas paralelas de LED en la matriz y la cantidad de elementos en la cadena. Voltaje conductores debe dividirse por el número de elementos conectados en serie. Si no se indica el voltaje en el controlador, solo se puede medir de hecho.
Si la luminaria se construye de acuerdo con el circuito con una resistencia de balasto y se conoce su resistencia (o se puede medir), entonces el voltaje del LED se puede determinar mediante cálculo. Para hacer esto, necesita conocer la corriente de funcionamiento. En este caso, debe calcular:
- caída de voltaje en la resistencia - Uresistor \u003d Irab * Rresistor;
- caída de tensión en la cadena de LED – Uled=Usupply – Uresistor;
- divida Uled por el número de dispositivos en la cadena.
Si Iwork es desconocido, se puede tomar igual a 20-25 mA (se usa un circuito con una resistencia para lámparas de baja potencia). La precisión será aceptable a efectos prácticos.
¿De cuántos voltios es el voltaje directo del LED?
Si estudia la característica estándar de corriente-voltaje del LED, puede notar varios puntos característicos en él:
- En el punto 1 p-n la transición comienza a abrirse. La corriente fluye a través de él y el LED comienza a brillar.
- A medida que aumenta el voltaje, la corriente alcanza el valor de trabajo (en este caso, 20 mA), y en el punto 2 el voltaje está funcionando para este LED, el brillo del brillo se vuelve óptimo.
- Con un aumento adicional en el voltaje, la corriente aumenta y en el punto 3 alcanza su valor máximo permitido. Después de eso, falla rápidamente y la curva CVC crece solo teóricamente (área punteada).
Cabe señalar que después del final de la inflexión y llegando a la sección lineal, la característica I-V tiene una gran pendiente, lo que lleva a dos consecuencias:
- cuando la corriente aumenta (por ejemplo, si el controlador funciona mal o no hay resistencia de balasto), el voltaje aumenta ligeramente, por lo que podemos hablar de una caída de voltaje constante en la unión p-n, independientemente de la corriente de operación (efecto de estabilización);
- Con un pequeño aumento en el voltaje, la corriente aumenta rápidamente.
Por lo tanto, es imposible aumentar significativamente el voltaje en el elemento en relación con el de trabajo.
de cuantos voltios son los led
Los parámetros de los LED dependen principalmente del material del que está hecha la unión p-n, aunque algunas de las características aún dependen del diseño. Los valores típicos de la tensión de funcionamiento y el color del brillo para elementos de baja potencia a una corriente de 20 mA se resumen en la tabla:
| Material | color brillante | Rango de voltaje directo, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | Infrarrojo | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Rojo | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Naranja | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Amarillo | 1,7 – 2,5 |
| Brecha, InGaN | Verde | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | Azul | 3,2 – 4,5 |
| Fósforo | Blanco | 2,7 – 4,3 |
Los potentes LED de iluminación funcionan con corrientes altas. Por lo tanto, el cristal del popular LED 5730 está diseñado para funcionar a largo plazo con una corriente de 150 mA.Pero debido al fuerte CVC que estabiliza la caída de tensión, su Uwork es de unos 3,2 V, que se ajusta al valor indicado en la tabla.
Cómo determinar el voltaje
El método más obvio para determinar el voltaje de un dispositivo semiconductor es utilizar una fuente de alimentación regulada. Si la fuente de alimentación se regula desde cero y al mismo tiempo es posible controlar la corriente (y aún mejor, su limitación), entonces no se necesita nada más.
Necesario conectar LED a la fuente, observando estrictamente polaridad. A continuación, debe aumentar suavemente el voltaje (hasta 3..3.5 V). A cierto voltaje, el LED parpadeará con toda su fuerza. Este nivel corresponderá aproximadamente a la corriente de funcionamiento, que se puede leer en un amperímetro. Si el dispositivo no tiene un amperímetro incorporado, es muy conveniente controlar la corriente con un dispositivo externo.
Este método es aplicable a dispositivos en el rango óptico. El brillo de los LED UV e IR no es visible para la vista humana, pero en el último caso, puede ver cómo se enciende el LED a través de la cámara del teléfono inteligente. De esta forma, se puede rastrear la aparición de radiación infrarroja.
¡Importante! ¡Cuando el voltaje sube, no exceda el límite de 3..3.5 V! Si el LED no se enciende en estas condiciones, es posible que el dispositivo esté conectado con la polaridad inversa. Puede fallar debido a que se excede el límite de voltaje inverso.
Si no hay una fuente regulada, puede tomar una fuente de alimentación convencional con una salida fija, que obviamente es más alta que el voltaje esperado del LED. O incluso una batería de 9 V, pero en este caso será posible verificar solo un LED de baja potencia.Se debe soldar una resistencia en serie al elemento emisor de luz para que la corriente en el circuito no exceda el límite superior. Si se supone que el LED es de baja potencia y funciona con una corriente de no más de 20 mA, entonces para una fuente con un voltaje de salida de 12 V, la resistencia debe ser de aproximadamente 500 ohmios. Si usa un dispositivo de iluminación potente (por ejemplo, tamaño 5730) con una corriente de 150 mA (la batería no siempre proporcionará esa corriente), entonces la resistencia debe ser de aproximadamente 10 ohmios. Es necesario conectar el circuito a una fuente de voltaje constante, asegurarse de que el LED se encienda y medir la caída de voltaje en él.
Existen formas alternativas de averiguar cuánto LED de voltios calculados.
multímetro
Con algunos multímetros, el voltaje aplicado a las terminales en el modo de prueba de diodos es lo suficientemente alto como para encender el LED. Tal dispositivo de medición se puede usar para determinar el voltaje de funcionamiento del LED, al mismo tiempo que se verifica el pinout del elemento semiconductor. Si la unión p-n está conectada correctamente, la unión comenzará a brillar y el probador mostrará cierta resistencia (según el tipo de LED). El problema con este método es que se requiere un segundo multímetro para medir el valor de trabajo real de U en los pines LED. Y otro punto: es poco probable que el voltaje de medición del multímetro sea suficiente para llevar el LED al punto de funcionamiento actual. Visualmente, esto se nota por un brillo insuficientemente brillante, y para las mediciones esto significará que el LED no ha alcanzado la parte lineal del CVC y el valor real de la tensión de funcionamiento será mayor.
Por apariencia
El voltaje de funcionamiento se puede estimar aproximadamente por la apariencia y el color del brillo del LED (a veces, el color se puede determinar incluso sin encender el dispositivo). Para hacer esto, puede usar la tabla de arriba. Pero es imposible determinar sin ambigüedades el voltaje por el color del brillo del LED. A menudo, los fabricantes tiñen el compuesto para que el color de la radiación de la unión p-n se forme con el color de la lente y se obtenga un nuevo tono. Además, incluso dentro del mismo color, hay una variedad de parámetros (ver tabla) para LED de diferentes tipos. Entonces, para un LED blanco, la diferencia de voltaje puede llegar a más del 50%.
Cómo saber para qué corriente está clasificado un LED
Todo lo anterior se aplica a los LED comunes que funcionan sin elementos incorporados adicionales. Las tecnologías existentes le permiten integrar componentes adicionales en la carcasa del dispositivo. Por ejemplo, resistencias de extinción. Así es como se obtienen los LED para un voltaje más alto: 5,12 o 220 V. Es casi imposible determinar visualmente el voltaje de encendido de tales dispositivos.. Por lo tanto, solo hay una manera.
Si los métodos anteriores no funcionaron y está seguro de que el LED está funcionando, debe intentar aplicarle un voltaje mayor. Primero, 5 V, luego aumente el voltaje a 12 V, si no hay resultado, puede intentar aumentar más, hasta 220 V. Pero es mejor no experimentar con tales valores: este voltaje es peligroso para los humanos. Además, en caso de error, puede obtener la destrucción de la carcasa del LED. En este caso, puede ocurrir un pequeño estallido, el derretimiento del aislamiento del cable, un incendio, etc.En la actualidad, la tecnología ha dado un paso adelante, y el LED no es tan caro como para poner en riesgo el equipo y la salud por ello.
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