Как определить напряжение питания светодиодов? Ответ - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Все технические характеристики светодиодов можно узнать из Интернета. Для этого скачайте технический паспорт модели с похожим внешним видом и обязательно такого же цвета, сверьте размеры с реальными и выпишите номинальный ток и падение напряжения. Обратите внимание, что эта методика очень приблизительна, поскольку в одном и том же корпусе можно изготовить светодиоды на 20 мА и 150 мА с изменением напряжения до 0,5 В.

Содержание

Как определить, сколько вольт имеет светодиод?

Хотя наиболее важным электрическим параметром для светодиода является номинальный ток, для расчетов часто необходимо знать напряжение на его клеммах. Термин “напряжение светодиода” относится к разности потенциалов через p-n-переход, когда светодиод открыт. Это справочный параметр, который приводится в паспорте полупроводникового прибора вместе с другими характеристиками. 3, 9 или 12 вольт… Часто в руки попадает то, о чем вы ничего не знаете. Итак, как проверить падение напряжения на светодиоде?

Характеристики светодиодов во многом зависят от материала p-n-перехода, хотя некоторые характеристики зависят от конструкции. Типичные рабочие напряжения и цвета свечения для маломощных компонентов при 20 мА приведены в таблице ниже:

Сколько вольт составляет напряжение проводимости светодиода?

Если вы изучите стандартную вольт-амперную характеристику светодиода, то заметите на ней несколько характерных точек:

В точке 1 p-n-переход начинает открываться. Через него начинает протекать ток, и диод начинает светиться.
По мере увеличения напряжения ток достигает рабочего значения (в данном случае 20 мА), и в точке 2 напряжение работает на светодиод, яркость становится оптимальной.
При дальнейшем увеличении напряжения ток увеличивается и достигает своего максимально допустимого значения в точке 3. Затем он быстро прекращает работу, и кривая CVC растет только теоретически (пунктирный участок).

Обратите внимание, что после окончания перегиба и достижения линейного участка, CVC становится более крутым, что приводит к двум последствиям:

При увеличении тока (например, при отказе драйвера или отсутствии балластного резистора) напряжение увеличивается слабо, поэтому можно говорить о постоянном падении напряжения на p-n-переходе, не зависящем от рабочего тока (эффект стабилизации);
при небольшом увеличении напряжения ток быстро возрастает.

Поэтому невозможно заметно увеличить напряжение на ячейке по сравнению с рабочим напряжением.

Индикатор позволяет определить величину тока, потребляемого электрическим устройством (светодиод). Для устройств с одним активным кристаллом достаточно значения 0,02A. Если число больше, то характеристика увеличивается на кратное число элементов. Резистор (стабилизатор) выбирается в соответствии с этим параметром и устанавливается на стороне входа.

Основные характеристики

Технические характеристики светодиодов варьируются от модели к модели. Общие характеристики таковы:

потребление тока;
номинальное напряжение (напряжение на изделии);
потребляемая мощность (вольт-амперная диаграмма);
световая температура;
Интенсивность света (уровень светового потока).

Есть и другие характеристики, но они редко упоминаются. Для домашнего использования достаточно рассмотреть только эти параметры светодиодов.

Потребляемый ток светодиода

Индикатор позволяет узнать величину тока, потребляемого устройством (светодиод). Для устройств с одним активным кристаллом достаточно значения 0,02A. Если сумма больше, то характеристика увеличивается на кратное количество элементов. В соответствии с этим параметром подбирается резистор (стабилизатор) и устанавливается на входе.

Стабилизатор позволяет устройству поддерживать работу в случае падения напряжения, независимо от причины. Кроме того, переменный ток светодиода изменяет цветовую температуру света от теплого до более яркого и холодного. Если скачок напряжения значителен, светодиод сразу же сгорит без дополнительного резистора.

Чтобы найти подходящий регулятор напряжения для преобразования тока, можно воспользоваться онлайн-калькулятором.

Номинальное напряжение

Номинальное напряжение – это величина тока в выходном проводе. В светодиодах используются различные материалы, электрические свойства которых напрямую влияют на номинальное напряжение и цвет света. Благодаря этой взаимосвязи можно даже “на глаз” определить номинальное напряжение конкретного светодиода. Например, если свечение желтое или красное, напряжение составляет от 1,9 до 2,5 В, синее – около 3 В.

Показания тока и напряжения на светодиоде должны совпадать. В противном случае светодиоды либо быстро перегорят, либо не будут давать свет на заданном уровне.

Чтобы узнать, сколько вольт на светодиоде, можно использовать мультиметр или определить по цвету света. Первый способ требует наличия мультиметра и резистора – после установки на дисплее появится значение.

Сопротивление светоизлучающих диодов

Результирующее сопротивление зависит от электрической цепи, к которой подключен компонент. Один и тот же диод может показывать разные значения. Например, на входе он составляет около 1 кОм, на выходе – несколько МОм. Однако сопротивление не является линейной характеристикой. Значение обратно пропорционально напряжению питания. Чем выше напряжение питания светодиода, тем меньше сопротивление устройства.

Световая отдача и угол луча

Трудно сравнивать светоотдачу различных ламп. Например, светодиод диаметром 5 мм излучает 1-5 Лм света, в то время как лампа накаливания мощностью 70 Вт излучает 750 Лм света. Угол распределения света выбирается в зависимости от размера помещения. В коридоре достаточно светодиода под углом 30°, в комнате лучше использовать элементы под углом 90-120° или несколько одновременно. Максимальный угол освещения для светодиодных ламп составляет 120°. Наиболее освещенная область – центр, к периферии свет рассеивается.

Мощность светодиодной лампы

Мощность диода зависит от нескольких связанных показателей. Для светодиодов это значение варьируется от 0,5 до 3 Вт. Он рассчитывается на основе закона Ома: ток и напряжение должны быть перемножены. Также определяется вольт-амперная характеристика (ВАХ) светодиода.

Уровень мощности и переменного тока светодиода определяют выбор источника питания. Не используйте неподходящие компоненты – лампы перегорят, если напряжение и ток будут слишком высокими.

Цветовая температура

Этот показатель аналогичен характеристикам других осветительных приборов, особенно светодиодных люминесцентных ламп. Обозначение температуры светодиода дается в К (Кельвинах), и иногда на упаковке имеется соответствующий график – шкала, на которой диапазон обозначен цветом. Соответствие света и ценностей:

2700-3000 – теплый, желтоватый;
3500-4000 – дневной свет, нейтральный;
5500-7000 – прохладный, голубоватый.

Представлены основные оттенки. На практике существует гораздо больше цветов. Температура выбирается в зависимости от назначения помещения, желаемого уровня комфорта и предпочтений пользователя. Например, в спальнях рекомендуется устанавливать светильники с теплым светом, а в комнатах без окон – с естественным оттенком.

Размер светодиодного чипа

Размер чипа можно узнать только из информации на упаковке. Независимая проверка точности предоставленной информации невозможна. Средние размеры устройств: 45×45 мл, 24×40 мл и 24×24 мл для 1 Вт, 0,75 Вт и 0,5 Вт соответственно. В обычной системе измерений 30×30 мл равны 0,76×0,76 мм. Из-за небольшого размера точные размеры можно узнать, полностью разобрав устройство.

Количество чипов (кристаллов) варьируется в зависимости от модели и типа светодиода. В цветных элементах (RGB), которые не содержат люминофорного покрытия, это число может быть подсчитано.

Выполнение испытания практическим способом дает наиболее точные значения тока и падения напряжения. Рассчитанные таким образом характеристики устройства позволяют безопасно и долго использовать его по назначению. Для получения неизвестных параметров вам понадобятся вольтметр, мультиметр, источник питания 12 В и резистор сопротивлением 510 Ом.

Определение текущего

Это можно сделать несколькими способами. Давайте рассмотрим самый простой из них. Чтобы определить номинальный ток светодиода, вам понадобится тестер, называемый мультиметром. Этот метод также применим к обычным диодам.

Измерение тока светодиода

Испытание проводится следующим образом:

Щуп мультиметра подключается плюсом к аноду и минусом к катоду.
Анодная клемма светодиода длиннее катодной.
Можно тестировать светодиоды с низким напряжением питания. Если они имеют высокую мощность, этот метод не следует использовать.

Лучше использовать проверенный метод для измерения производительности устройства. Для этого вам понадобятся:

Питание 12 В;
Многоамперметр;
Фиксированные резисторы – 2,2 и 1 кОм и 560 Ом;
Переменный резистор – 470-680 Ом;
Вольтметр, желательно цифровой;
провода для коммутации цепи.

Как и в предыдущем случае, необходимо определить полярность диода. Если клеммы + и – не видны, подключите к одной из них резистор 2,2 кОм. Затем подключите диод к источнику питания. Когда он загорится, выключите источник питания и отметьте правильный вывод “+”.

Теперь замените резистор 2,2 кОм на резистор 560 Ом. В этой схеме переменный резистор подключен последовательно, а для измерения подключен миллиамперметр. Вольтметр с разрешением 0,1 В подключается параллельно светодиоду. Затем устанавливается максимальное сопротивление переменного резистора.

Мультиметр для измерения тока и напряжения светодиода

Собранную схему можно подключить к источнику питания, соблюдая полярность. При включении светодиод будет светиться слабым светом. Сопротивление постепенно уменьшается, а вольтметр наблюдает. Напряжение на некоторое время увеличится до 0,5 В, и ток также увеличится, что повлияет на яркость светодиода. Необходимо записывать показания через каждые 0,1 В. Оптимальный рабочий ток будет достигнут, когда напряжение будет расти медленнее, чем ток, и яркость перестанет увеличиваться.

Не все знают, как определить ток и другие параметры неизвестного светодиода. Существуют различные варианты, которые требуют определенных знаний и практической подготовки или просто наличия измерительного инструмента. Используемая методология определяет точность и правильность теста. Пользователи обычно прибегают к самому простому и дешевому методу определения производительности, хотя он может быть не самым эффективным. Известны следующие варианты:

Как определить параметры тока для светодиода: методы, примеры расчета

Определение параметров неизвестного светодиода может быть выполнено различными способами, на основе той или иной методики. Некоторые из них являются чисто математическими, полученными в результате расчетов на основе полученных данных. Другие варианты предполагают измерение характеристик светодиодов с помощью специальных приборов (тестеров или мультиметров).

Почему вам нужно знать текущую стоимость

Знание того, какой ток потребляет конкретный светодиод, поможет избежать перегрузки или помех в работе светильников. Небольшое снижение напряжения продлевает срок службы, но превышение параметров резко ускоряет выход из строя отдельных компонентов или всей схемы.

Если вы устанавливаете цепь с большим количеством светильников, не забудьте измерить ток и сравнить полученное значение с паспортными данными. Если ток превышает указанные 20 мА, увеличьте резистор подавления (выберите больший резистор). Если ток в цепи немного ниже (около 18 мА), ничего исправлять не нужно. Такое значение не вызовет заметного снижения яркости свечения, но смягчит режим и увеличит срок службы светильников.

Способы определения тока, напряжения и других параметров

Не все знают, как определить ток и другие параметры неизвестного светодиода. Существуют различные варианты, требующие определенных знаний и практической подготовки или просто наличия измерительного инструмента. Используемая методология определяет точность и правильность теста. Пользователи обычно прибегают к самому простому и доступному методу определения производительности, хотя он может быть не самым эффективным. Известны следующие варианты:

Измерение с помощью специального прибора (мультиметра);
Расчет параметров с использованием теоретических методов;
Визуальное определение типа диода.

Выбор того или иного типа теста зависит от возможностей и уровня подготовки пользователя. Давайте рассмотрим их подробнее.

Мультиметр

Существует два основных рабочих параметра, которые можно измерить с помощью тестера:

Рабочий ток;
Прямое падение напряжения.

Важно: Ток легко определить простым измерением мультиметром в разомкнутой цепи. Обратите внимание, что рабочий ток для светодиода является его индивидуальным значением. Производитель указывает требуемое значение на упаковке каждого компонента. Падение напряжения определяется путем измерения в точках цепи до и после устройства.

Анод и катод должны быть правильно указаны. Анод длиннее для ячеек нормальной конструкции (с длинными ножками). На компонентах, впаянных в схему, проверка проводится путем поочередного изменения полярности, если с первого раза они не были правильно обнаружены. На мультиметре переключатель устанавливается в соответствующее положение:

DCV – измерение напряжения постоянного тока;
DCA – измерение постоянного тока до 200 мА.

Показания тестера дадут достаточно точные данные, ограниченные только присущей данному прибору погрешностью. Ценность этого метода заключается в прямом измерении устройства в заданных условиях. Данные, отображаемые на дисплее, позволяют сделать выводы о работе и состоянии самого диода и схемы в целом.

закон Ома

Теоретический метод определения параметров удобен тем, что позволяет обойтись без приборов и определить, сколько вольт в диоде, исключительно на основе расчетов. Тест включает в себя расчет параметров по известной формуле:

Или, проще говоря, напряжение равно произведению тока и сопротивления.

Важно: Каждый параметр может быть математически выведен из этой зависимости. Зная определенные значения и подставив их в формулу, можно легко рассчитать неизвестные параметры. Однако необходимо иметь некоторый опыт в таких расчетах, чтобы не ошибиться в единицах измерения и не запутаться в выводе.

От внешнего вида

Визуальная характеристика – очень сомнительное занятие, дающее минимальное и не всегда верное представление. Однако в ситуациях со светодиодами внешние персонажи иногда могут предоставить вполне достоверную информацию.

Например, синий оттенок на работающем компоненте указывает на слишком высокое напряжение питания. Прямое падение напряжения светодиодов обычно находится в определенных пределах, обеспечивая определенный цвет элемента.

Изменение режима может указывать на отсутствие (или короткое замыкание) гасящего резистора в цепи.

ШАГ 2: Подключение нашего светодиода

Как определить напряжение светодиода с помощью мультиметра

В этой статье мы подробно объясняем Как определить напряжение светодиода мультиметр.

Все светодиоды имеют очень важную характеристику – рабочее напряжение (напряжение падения). Значение рабочего напряжения зависит от материалов, из которых они изготовлены. В зависимости от рабочего напряжения все светодиоды можно разделить на 2 группы:

Светодиоды с напряжением от 3 В до 3,8 В (синие, белые и некоторые виды сине-зеленых)
Светодиоды от 1,8 В до 2,1 В (красный, желтый, оранжевый и преимущественно зеленый)

Поскольку производители часто создают новые модели светодиодов, мы советуем вам сначала определить напряжение светодиодов, прежде чем использовать их в своих проектах.

Определить это напряжение очень просто. Все, что нам нужно, это источник питания с выходным напряжением от 9 до 16 В, мультиметр и резистор 1 кОм. Это значение сопротивления гарантирует оптимальный ток для нашего светодиода, ни слишком высокий, ни слишком низкий.

Вот шаги, необходимые для измерения рабочего напряжения светодиода.

ШАГ 1: Определяем полярность выводов нашего светодиода.

Для того чтобы определить полярность нашего светодиода, есть две части светодиода, которые мы можем оценить.

Первое – это длина проводов. Как видно из рисунка, самый короткий вывод – это минусовой вывод.

Второй – это элемент по периметру светодиода. На корпусе имеется скос – это минусовой вывод.

Описанный выше метод работает для всех 3-мм и 5-мм светодиодов.

Можно также использовать третий метод, который заключается в том, что при взгляде внутрь светодиода треугольный сегмент в форме вымпела является отрицательным выводом, а другой, без особой формы, – положительным. Конечно, этот метод небезопасен, так как существует несколько типов светодиодов, в которых расположение светодиодов перевернуто.

ШАГ 2: Подключение нашего светодиода

Установив полярность светодиода, подключите один вывод резистора 1 кОм последовательно с положительным выводом светодиода, как показано на рисунке.

Затем подключите другой вывод резистора к положительному выводу источника питания. Наконец, подключите свободный провод светодиода к минусу источника питания. Светодиод должен загореться.

ШАГ 3: Подготовка нашего мультиметра

Теперь подготовим наш мультиметр к измерениям. Установите селектор тестера в положение измерения постоянного напряжения со шкалой до 20 В. Если наш мультиметр не имеет такой шкалы напряжения, мы можем выбрать 30 В или 50 В.

Подключите отрицательный щуп (черный) к входу с маркировкой “COM”, а положительный щуп (красный) – к входу V-mA-ῼ. На дисплее должно появиться значение “0.00”.

ШАГ 4: Определение напряжения светодиода

Приложите положительный щуп (красный) к положительному полюсу светодиода и приложите отрицательный щуп (черный) мультиметра к отрицательному полюсу. На дисплее мультиметра мы должны увидеть рабочее напряжение светодиода.

Мы можем записать это значение, так как оно пригодится для расчета значения сопротивления светодиода. Для расчета сопротивления светодиода используйте онлайн-калькулятор.

Читайте далее: