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如何判斷發(fā)光二極管電流方向 淺談發(fā)光二極管工作電流

2018年08月27日 10:04 作者:工程師譚軍 用戶評論(0

本文主要是關于發(fā)光二極管的相關介紹,并著重對發(fā)光二極管的電流方向及其工作原理進行了詳盡的闡述。

如何判斷發(fā)光二極管電流方向

發(fā)光二極管單向發(fā)光

只有當電流由長腳流向短腳時發(fā)光

將二極管接入電路,看是否發(fā)光就可以了

判斷電源也一樣

將二極管接入電路,若發(fā)光,則電路電流方向為由二極管長腳向二極管短腳方向,否則為二極管短腳向長腳方向

將二極管正負極與電源兩極相連,若發(fā)光,則與二極管長腳相連的為正極,另一極為負極;若不發(fā)光,則與二極管長腳相接的為負極,另一極為正極

淺談發(fā)光二極管工作電流

1、發(fā)光二極管電路的設計原理:

發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡,使用時必須串聯(lián)限流電阻以控制通過管子的電流。限流電阻R可用下式計算:R=(E-UF)/IF

式中E為電源電壓,UF為LED的正向壓降,IF為LED的一般工作電流。

注意:在實際設計中,往往提高限流電阻值來降低工作電流方法延長使用壽命,經驗值3-8MA。

2、特性分析:

(1)亮度與電流不是線性關系,電流大到一定值時,亮度變化不大。只要電流超過了最大正向電流就會燒了。特殊的主要看資料,一般的電流選定在3-20mA。

(2)發(fā)光二極管是電流型器件,通常靜態(tài)顯示有10 mA就有足夠亮度,極限值在50mA以下。36V串個2K左右的,48V串個3K左右的。

(3)LED(發(fā)光二極管)的工作電壓隨制造材料不同也不同。

3、發(fā)光二極管的正負極判斷:

(1)直插:兩根引線中較長的一根為正極,應按電源正極。有的發(fā)光二極管的兩根引線一樣長,但管殼上有一凸起的小舌,靠近小舌的引線是正極。

(2)貼片:帶有杠的是負極

4、工作參數(shù):

(1)正向工作電流If:它是指發(fā)光二極管正常發(fā)光時的正向電流值。一般LED發(fā)光二極管的工作電流在十幾mA至幾十mA,而低電流LED的工作電流在2mA以下(亮度與普通發(fā)光管相同)。

(2)正向工作電壓VF:一般發(fā)光二極管參數(shù)表中給出的工作電壓是在給定的正向電流下得到的。一般是在IF=20mA時測得的。發(fā)光二極管正向工作電壓VF在1.4~3V。在外界溫度升高時,VF將下降。

R≈V/I,一般應用取I=3~5mA,則R=?。---經驗值

(3)常用參數(shù):

普通發(fā)光二極管的正向飽和壓降為1.6V~2.1V,正向工作電流為5~20mA

超亮發(fā)光二極管有三種顏色,然而三種發(fā)光二極管的壓降都不相同。其中紅色的壓降為2.0--2.2V,黃色的壓降為1.8—2.0V,綠色的壓降為3.0—3.2V。正常發(fā)光時的額定電流均為20mA。

5、與其它發(fā)光燈對比:

與小白熾燈泡和氖燈相比,發(fā)光二極管的特點是:工作電壓很低(有的僅一點幾伏);工作電流很?。ㄓ械膬H零點幾毫安即可發(fā)光);抗沖擊和抗震性能好,可靠性高,壽命長;通過調制通過的電流強弱可以方便地調制發(fā)光的強弱。

紅色和黃色的發(fā)光二極管的工作電壓是2伏的,其他顏色的工作電壓都是3伏的。一般的發(fā)光二極管的工作電流是20毫安,如果接在五伏的電源上,電源電壓減二極管的工作電壓就是分壓電阻要分掉的電壓,再用這個電壓除以二極管工作的電流就能計算出這個電阻的阻值。

比如說3伏的二極管(5-3)/0.02=100歐,2伏的二極管(5-2)/0.02=150歐,但是不是所有的發(fā)光二極管的工作電流都是20毫安, 有的大一點有的小一點,實際使用的時候也可以用整流二極管來分壓,一只二極管的壓降是0.7伏,用3只串聯(lián)分掉的電壓就是2.1伏,剩下的正好是3.1伏 或者用四個串聯(lián)剩下2.2伏 限流到20ma以下,紅燈1.2v,綠燈1.4v(導通時)。 正向工作電流If:它是指發(fā)光二極管正常發(fā)光時的正向電流值。 一般LED發(fā)光二極管的工作電流在十幾mA至幾十mA,而低電流LED的工作電流在2mA以下(亮度與普通發(fā)光管相同)。

發(fā)光二極管是 半導體二極管的一種,可以把電能轉化成光能;常簡寫為LED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結組成,也具有單向導電性。當給發(fā)光二極管加上正向 電壓后,從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子,在PN結附近數(shù)微米內分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復合,產生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導體材 料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同,釋放出的能量越多,則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二 極管。 發(fā)光二極管工作電壓電流 發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。

補充:

紅色和黃色的工作電壓是2伏的,其他顏色的工作電壓都是3伏,一般的發(fā)光二極管的工作電流是20毫安,如果接在五伏的電源上,電源電壓減二極管的工作電壓就是分壓電阻要分掉的電壓,再用這個電壓除以二極管工作的電流就能計算出這個電阻的阻值。比如說3伏的二極管(5-3)/0.02=100歐,2伏的二極管(5-2)/0.02=150歐,但是不是所有的發(fā)光二極管的工作電流都是20毫安,有的大一點有的小一點。

LED工作電流的選擇

按簡單電路實際測試了常見的φ3mm散光型白光LED并畫出曲線見下圖。圖中縱座標左邊數(shù)據(jù)為測試LED的光敏電阻阻值(Rc),橫座標為0~40mALED電流(ID)變化值。由圖中實線可見,隨著ID的增加,Rc下降的幅度也越來越小。

LED本來就是高效節(jié)能元件,這里所指的效率實質是使用壽命問題。工作電流較小時,發(fā)光效率較高一些,使用壽命也就長一些。

LED的工作電流越小,溫升也越低。下圖中虛線代表Io為0~40mA時的溫升曲線(氣溫20℃時測試,氣溫升高時,曲線還要陡一些)。由此虛線可見,ID在溫升開始加速。如26mA時,LED的溫度40℃+10℃,達50℃,就不安全了。因為白光LED比較脆弱,使用壽命受高溫影響極大,且氣溫越高,LED工作時溫升也越高,氣溫在40℃以上、ID大于30mA時,LED的溫度接近或超過60℃,LED也將壽終正寢了。

根據(jù)以上測試,要使LED能安全工作,ID應在25mA以下,具體如何選擇ID,應根據(jù)實際情況來定。如果電路所用LED數(shù)量較多,首要問題是使用壽命。假設60個或更多的LED,僅使用幾個月便嗚呼,那就是節(jié)能不省錢了!

如果LED使用數(shù)量不多,比如幾個、十幾個,ID就可選擇大一些,亮度就高一些,即使損壞,換幾個LED就是了,還是合算。

結語

關于發(fā)光二極管的相關介紹就到這了,如有不足之處歡迎指正。

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( 發(fā)表人:金巧 )

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