Напряжение светодиода: 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.

Для светодиодов увеличение тока на 20% выше номинального сокращает срок их службы в несколько раз. Поэтому для светодиодов стабилизатор напряжения не обязателен, важнее поддерживать заданный ток с помощью специальных драйверов, которые автоматически поддерживают ток в широком диапазоне колебаний напряжения питания. «Правильные» драйверы обеспечивают нормальную работу светодиодной лампы в диапазоне питающего напряжения 60-260 вольт.

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.

Схема светодиодной лампы на 220в

Как паять светодиодную ленту

Светодиодная лента на 220 в

Простое зарядное устройство

Разрядное устройство для автомобильного аккумулятора

Схема драйвера светодиодов на 220

Подсветка для кухни из ленты

Подсветка рабочей зоны кухни

LED лампа Selecta g9 220v 5w

Светодиодная лампа ASD LED-A60

Схема светодиодной ленты

Схема диодной лампы 5 Вт 220в

Простой цифровой термометр своими руками с датчиком на LM35

Общедомовой учет тепла

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 7W

Лампа 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

Все о светодиодах.

Что такое светодиод?

Светодиоды образуют неотъемлемую часть в современной электроники, простые показатели для оптических коммуникационных устройств. Светоизлучающие диоды используют свойства р-п перехода и испускают фотоны, когда ток в прямом направлении. Светодиоды специально излучают свет, когда потенциалы приложены к аноду и катоду.

История светодиодов начинается с 1907 года, когда капитан Генри Джозефа наблюдал особенности электро-люминесценции карбида кремния. Первый светодиод был разработан в 1962 году. Он был разработан Холоньяк, работал в General Electric (GE). Это был GaAsP устройства.  Первая коммерческая версия светодиодов пришли на рынок в 1960-х годов.

Изготовление светодиодной технологии произвела бум в 1970-е годы с введением арсенида галлия алюминия (GaAlAs). Эти светодиоды высокой яркости и во много раз ярче, чем старая рассеянного типа. Синие и белые светодиоды были введены в 1990 году, в котором используется индия нитрида галлия (InGaN) в качестве полупроводника. Белый светодиод содержит неорганический фосфор. Когда голубой свет внутри светодиода попадает на люминофор, он излучает белый свет.

Что делает светодиод идеальным?

Светодиоды широко используются в электронных схемах из-за его преимущества по сравнению с лампами. Некоторые важные особенностями являются:

• Светодиоды заключены в пластик, так что они могут выдерживать механические удары.
• В отличие от ламп, светодиоды не выделяют тепло и потери мощности при нагреве практически отсутствует.
• Светодиоды требуют очень низкий ток и напряжений обычно 20 мА при 1,8 вольта. Так что это идеально в схемах с батарейками.

Что находится внутри светодиода?

Внутри корпуса LED, есть две клеммы связаны маленький чип изготовлен из галлия соединения. Этот материал обладает свойством излучения фотонов при переходе P-N смещен в прямом. Различные цвета создаются выбиванием основного материала из другого веществама.

Внутри светодиода

Светодиодная технология

Яркость является важным аспектом LED. Глаз человека имеет максимальную чувствительность к свету около 550 нм в области желто — зеленой части видимого спектра. Именно поэтому зеленый светодиод излучается ярче, чем красный светодиод, хотя оба используют тот же ток. Важные параметры светодиодов являются:

• Световой поток
  Указывает на энергии света, исходящего от светодиодов. Он измеряется в Люмен (лм) или Милли просвет (MLM)
• Световая интенсивность
  светового потока, охватывающий большую площадь является силой света. Он определяется как Кандела (кд) или милли Кандела (MCD) Яркость светодиода напрямую связана с его силой света.
• Светоотдача
  Это испускаемых относительной световой энергии к потребляемой мощности.Она измеряется в терминах люмен на ватт (лм Вт).

Прямой ток, прямое напряжение, угол обзора и скорость реагирования это факторы, влияющие на яркость и эффективность светодиодов. Прямой ток (I) является ток, протекающий через светодиод, когда он смещен в прямом направлении и он должен быть ограничен от 10 до 30 миллиампер, если выше то светодиоды будут уничтожены.

Угол обзора составляет от — угол оси, при котором световая интенсивность падения до половины осевого значения. Вот почему индикатор показывает больше яркости в полном объеме состоянии. Высокие яркие светодиоды имеют узкий угол обзора, так что свет фокусируется в пучок. Рабочее напряжение (V) является падение напряжения на светодиоде. Падение напряжения в диапазоне от 1,8 В до 2,6 вольт для обычных светодиодов, но в голубой и белый он будет идти до 5 вольт.

 Скорость отклика представляет, как быстро светодиод включается и выключается. Это очень важный фактор, если светодиоды используются в системах связи.

Требуется ли балластный резистор?

Светодиоды всегда подключены к источнику питания через резистор. Этот резистор называют «балластный резистор», которая защищает диод от повреждений, вызванных избыточным током. Он регулирует прямой тока на светодиод для безопасного предела и защищает ее от жжения.

Номинал резистора определяет прямой тока и, следовательно, яркость светодиодов. Простое уравнение 

Vs — Vf — используется для выбора резистора. Vs представляет входное напряжения цепи, Vf прямое падение напряжения светодиода(ов) при допустимом токе через светодиод. Полученное значение будет в Омах. Лучше ограничить ток до безопасного предела 20 мА.

Приведенная ниже таблица показывает прямое падение напряжения на светодиоде.

Красный	Оранжевый	Желтый	Зеленый	Синий	Белый
1,8 В	2 V	2,1 В	2,2 В	3,6 В	3,6 В

Через типичный светодиод может пройти 30 -40 мА безопасный ток через него . Номинальный ток, чтобы дать достаточную яркость, стандартный красный светодиод 20 мА. Но это может быть 40 мА для синего и белого светодиода. Ограничение тока балластным резистором защищает диод от избыточного тока, протекающего через него. Значение балластного резистора должны быть тщательно отобраны, чтобы предотвратить повреждение светодиодов, а также получить достаточную яркость при токе 20 мА. Следующее уравнение объясняет, как выбирать балластный резистор.

R = V / I

Где R — является значение сопротивления в Ом, V — является входное напряжение в цепи, и I — это допустимый ток через светодиод в амперах. Для типичного красного светодиода, прямое падение напряжения составляет 1,8 вольта. Таким образом, если напряжение питания 12 В (Vs), падение напряжения на светодиод 1,8 В (V) и допустимый ток составляет 20 мА (Если), то значение балластного резистора будет

Vs — Vf / Если = 12 — 1,8 / 20 мА = 10,2 / 0,02 = 510 Ом.

Но если 510 Ом резистор не доступен то можно подобрать ближайший, например 470 Ом резистор может быть использован даже если ток через светодиод слегка увеличивается. Но рекомендуется использовать 1 K резистор для увеличения срока службы светодиодов, хотя там будет небольшое снижение яркости.

Ниже готова арифметические для выбора ограничительного резистора для различных версий светодиодов при различных напряжениях.

Напряжение	Красный	Оранжевый	Желтый	Зеленый	Синий	Белый
12 V	470 Ω	470 Ω	470 Ω	470 Ω	390 Ω	390 Ω
9 V	330 Ω	330 Ω	330 Ω	330 Ω	270 Ω	270 Ω
6 V	180 Ω	180 Ω	180 Ω	180 Ω	120 Ω	120 Ω
5 V	180 Ω	150 Ω	150 Ω	150 Ω	68 Ω	68 Ω
3 V	56 Ω	47 Ω	47 Ω	33 Ω	—	—

 

С добавлением других цветов

Светодиод, который может дать разные цвета полезно в некоторых приложениях. Например, светодиоды могут указывать на все системы OK, когда он становится зеленой, и неисправный, когда он становится красной. Светодиоды, которые могут производить два цвета называются Bicolour (Биколор) светодиодов.

Двухцветный светодиодный охватывает два светодиода (обычно красный и зеленый) в общем пакете. Два кристалла установлены на двух клеммах. Двухцветный светодиодный дает красный цвет, если ток проходит в одном направлении и становится зеленым, когда направление тока меняется на противоположное.

Триколор и многоцветные светодиоды , также доступны, которые имеют два или более кристаллов, заключенных в общий корпус. Трехцветный светодиодный имеет два анода для красного и зеленого кристалла и общим катодом. Таким образом, он излучает красный и зеленый цвета в зависимости от анода, в котором имеется ток. Если оба анода подключены, то светодиоды испускают свет и получается желтый цвет. Общий анод и отдельные светодиоды типа катода, также имеются.

Двухцветный индикатор светится разными цветами , начиная от зеленого через желтый, оранжевый и красный основной на ток, протекающий через их аноды, выбрав подходящий резистор для ограничения тока анода. Многоцветные светодиоды содержат более двух чипов, обычно красного, зеленого и синего чипы-в одном корпусе. Мигание разными цветами светодиодов, теперь доступны с двумя выводами. Это дает радугу цвета, которые являются весьма привлекательным.

Инфракрасный диод — источник Невидимого света

ИК диоды широко используются в удаленном управлении (пульт ДУ). Инфракрасные диоды на самом деле испускают нормальный свет с определенным цветом, который не чувствителен к человеческим глазом, потому что его длина волны 950 нм, ниже видимого спектра. Многие источники, такие как солнце, лампы, даже человеческое тело испускает инфракрасные лучи. Поэтому необходимо, чтобы модулировать излучение от ИК-диода, чтобы использовать его в электронном приложении, чтобы предотвратить ложное срабатывание.  Модуляции делает сигнал от ИК-светодиода значительно выше чем шум. Инфракрасные диоды есть в корпусе, которые являются непрозрачным для видимого света, но прозрачна для инфракрасного. ИК-светодиоды широко используются в системах управления.

Инфракрасные диоды

Фотодиод — Он может увидеть свет

Фотодиод генерирует ток, когда его р-п перехода получает фотоны видимого или инфракрасного света. Основная работа фотодиода зависит от поглощения фотонов в полупроводниковом материале. Фото-генерируемых носителей разделены электрическим полем, и в результате фототок пропорционален падающему свету. Скорость, с которой носители движутся в области обеднения связана с силой электрического поля по всему региону и подвижность носителей.

Фотон, который поглощается полупроводником в области обеднения приведет к образованию электронно-дырочной проводимости. Дырки и электроны будут транспортироваться под действием электрического поля к краям области обеднения. После носителей покидают область истощения они идут к клеммам фотодиода, чтобы сформировать фото-ток во внешней цепи. Время отклика фотодиода, как правило, 250 наносекунд .

Фотодиоды

Лазерные диоды

Лазерный диод похож на обычные прозрачные светодиодные, но производит Laserwith высокой интенсивности. В лазерном луче число атомов вибрируют в такой цикле, что всё испускаемое излучение одной длины волны в фазе друг с другом. Лазерный свет является монохроматическим и проходит в виде узкого пучка. Луч типичных лазерных диодов составляет 4 мм х 0,6 мм, которая расширяется только до 120 мм на расстоянии 15 метров.

Лазерный диод может включаться и выключаться на более высоких частотах даже выше, чем 1 ГГц. Так что это весьма полезно в телекоммуникационных системах.Поскольку лазер генерирует тепло на поражение тканей тела, он используется в хирургии, чтобы исцелить поражения в очень чувствительных частей, как сетчатки, головного мозга и т.д. лазерные диоды являются важными компонентами в проигрывателях компакт-дисков, чтобы получить данные, записанные в компакт-дисках.

Лазерные Диоды

Калькулятор токоограничительного резистора для одноцветного светодиода

История развития светодиодов длится уже 100 лет. .. В начале XX века описывалось явление излучения света из материалов при воздействии электрических полей и эффект был назван «фотолюминесценция». Cовершенно случайно британский радиоинженер, капитан Генри Джозеф Раунд открыл прообраз современного светодиода. Раунд рассказал об этом интересном эффекте в 1907 г. в своей заметке, где описал только сам эффект желтого свечения от двухполярной структуры. В 1923 г. советский ученый Олег Владимирович Лосев, детально изучил детектор на основе карбида-кремния и смог сфотографировать свечение, испускаемое детектором, содержащим случайно созданный p-n переход.

Прогресс в исследованиях и производстве СИД последовал в 60-70х гг. прошлого века с развитием новых материалов для светодиодов красного, желтого, оранжевого и зеленого цветов свечения. В 1960 г. были созданы первые СИД(свето-излучающие диоды) и лазеры ближнего ИК-диапазона на основе GaAs. Параллельно с этим появились фотоприемники на основе полупроводников. Первый синеватозеленый СИД со структурой металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) создал Жак Панков (Яков Исаевич Панченков) с соавторами в 1971 г. Эти СИД изготовляли путем эпитаксиального осаждения нитрида галлия, обладающего электронной проводимостью, на сапфировую подложку, после наносили изолирующий слой из нитрида галлия с примесью цинка.

Современные светодиоды выпускаются в очень широком диапазоне цветов в том числе ИК и УФ диапазонов. Могут быть как одноцветными, так и многоцветными (когда в одном корпусе сосредоточено несколько кристаллов разных цветов), — например, RGB. Светодиоды характеризуются электрическими и световыми параметрами. Электрические характеристики: прямой ток, прямое падение напряжения, максимальное обратное напряжение, максимальная рассеиваемая мощность, вольт-амперная характеристика. Световые параметры: световой поток, сила света, угол рассеяния, цвет (или длина волны), цветовая температура, световая отдача.

Типы светодиодов

Технические характеристики

Прямой номинальный ток — рабочий ток, при котором светодиод будет нормально работать и p-n-переход не будет пробит и не перегреется. Величина номинального прямого тока зависит от размера кристалла, типа полупроводника, цвета свечения.

Прямое напряжение — падение напряжения на p-n-переходе светодиода при рабочем токе.По значению напряжения можно определить химический состав полупроводника.

Например:

• красные (галлия фосфид) — от 1,63 до 2,03 В
• оранжевые (галлия фосфид) — от 2,03 до 2,1 В;
• желтые (галлия фосфид) — от 2,1 до 2,18 В;
• зеленый (галлия фосфид) — от 1,9 до 4 В;
• синий (селенид цинка) — от 2,48 до 3,7 В;
• фиолетовый (индия-галлия нитрид) — от 2,76 до 4 В.

Максимальное обратное напряжение светодиода — это напряжение обратной полярности, при котором происходит пробой кристалла и светодиод выходит из строя.

Максимальная мощность рассеяния — мощность, которую корпус светодиода способен рассеивать в рабочем режиме.

Сила света количественно отражает интенсивность светового потока в определенном направлении и указывается в милликанделах. Чем меньше угол рассеяния — тем больше будет сила света светодиода.

Под световым потоком в один люмен понимают световой поток, испускаемый точечным изотропным источником с силой света, равной одной канделе, в телесный угол в один стерадиан.

Длина волны измеряется в нанометрах и характеризует цвет излучаемого светодиодом света. Зависит от химического состава полупроводникового кристалла, например:

Например:

• красные — от 610 нм до 760 нм;
• оранжевые — от 590 до 610 нм;
• желтые — от 570 до 590 нм;
• зеленый — от 500 до 570 нм;
• синий — от 450 до 500 нм;
• фиолетовый — от 400 до 450 нм.

Угол рассеяния светодиода измеряется в градусах.

Формула расчета токоограничительного резистора для светодиода

Для ограничения прямого тока через светодиод в цепь включают резистор. Требуемое значение находят из соотношения:

R = 

U_пит – U_F

 

I

где, U_F – прямое напряжение на светодиоде,

U_пит – питающее напряжение,

I – ток через светодиод

Для рассчета введите необходимые технические параметры или введите НОМЕНКЛАТУРНЫЙ НОМЕР светодиода с нашего сайта.

Светодиод с нужными параметрами можно подобрать в разделе «Светодиоды видимого спектра»

Номенклатурный
номер

Где взять номенклатурный номер

Внимание! 

Для перехода в другой калькулятор используйте ссылку:

Как определить «полярность» светодиода

Расчетное значение:

R  =   Ом

Поиск резистора на сайте:

Внимание! Производители объединяют резисторы в серии или ряды: E6, E12, E24…
Для подбора компонента будет использована серия E24.

Найти на сайте

Обнаружили ошибку или неточность в работе калькулятора? Сообщите нам об этом.
Соблюдайте технику безопасности во время работы с электронными компонентами!

Руководство по проектированию светодиодных схем и основам работы со светодиодами

ПРИМЕЧАНИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ 3070

Аннотация: В течение многих лет светодиоды (LED) были популярным выбором для использования в дисплеях состояния и матричных панелях. Теперь вы можете выбирать между недавно разработанными синими и белыми типами (широко используемыми в портативных устройствах), а также вездесущими зелеными, красными и желтыми типами. Например, белые светодиоды считаются идеальным фоновым освещением для цветных дисплеев. Но следует учитывать присущие этим новым светодиодным устройствам особенности при проектировании блоков питания для них. В этой статье описываются свойства старых и новых светодиодов, а также производительность, необходимая для источников питания, которые их активируют.

Стандартные красный, зеленый и желтый светодиоды

Самый простой способ управлять светодиодом — подать на него источник напряжения с последовательным резистором. Светодиод излучает свет постоянной интенсивности, пока рабочее напряжение (V _B ) остается постоянным (хотя интенсивность уменьшается с повышением температуры окружающей среды). Вы можете изменить интенсивность света по мере необходимости, изменяя номинал резистора.

Для стандартного светодиода диаметром 5 мм На рис. 1 показано прямое напряжение (В _F ) по сравнению с прямым током (I _F ). Обратите внимание, что падение напряжения на светодиоде увеличивается с увеличением прямого тока. Предполагая, что один зеленый светодиод с прямым током 10 мА должен иметь постоянное рабочее напряжение 5 В, последовательный резистор R _V равен (5 В — В _{F, 10 мА} )/10 мА = 300 Ом. Прямое напряжение составляет 2 В, как показано на графике типичных рабочих условий, приведенном в техническом паспорте (, рис. 2, ).

Рис. 1. Стандартные красные, зеленые и желтые светодиоды имеют прямое напряжение в диапазоне от 1,4 до 2,6 В в зависимости от желаемой яркости и выбора прямого тока. Для прямых токов ниже 10 мА прямое напряжение изменяется всего на несколько сотен милливольт.

Рис. 2. Последовательный резистор и источник постоянного напряжения обеспечивают простой способ управления светодиодом.

Товарные диоды, подобные этому, изготавливаются из комбинации арсенида галлия и фосфида. Простые в обращении и известные большинству инженеров-конструкторов, они обладают рядом преимуществ:

• Излучаемый цвет (длина излучаемой волны) остается относительно постоянным при изменении прямого тока, рабочего напряжения и температуры окружающей среды. Стандартные зеленые светодиоды излучают длину волны около 565 нм с небольшим допуском всего 25 нм. Параллельная работа нескольких таких светодиодов не представляет проблемы ( Рисунок 3 ), потому что различия в цвете очень малы. Нормальное изменение прямого напряжения вызывает небольшие различия в интенсивности света, но они также незначительны. Обычно вы можете пренебречь любыми различиями между светодиодами одного производителя и одной партии.
• Прямое напряжение мало изменяется при прямом токе примерно до 10 мА. Разница составляет около 200 мВ для красных светодиодов и около 400 мВ для других цветов (рис. 1).
• Для прямого тока ниже 10 мА прямое напряжение намного меньше, чем для синих или белых светодиодов, что позволяет недорого работать непосредственно от элемента Li+ или тройного элемента NiMH.

Рис. 3. Показанная конфигурация использует несколько красных, желтых или зеленых светодиодов параллельно, с очень небольшой разницей в цвете или яркости.

Таким образом, стоимость электроэнергии для работы стандартных светодиодов достаточно низкая. Повышающие преобразователи или сложные и дорогие источники тока не нужны, если рабочее напряжение светодиода выше, чем его максимальное прямое напряжение.

Эти светодиоды могут работать даже непосредственно от Li+ или тройных NiMH элементов, если приложение допускает снижение интенсивности света по мере разряда элементов аккумулятора.

Синие светодиоды

Светодиоды, излучающие синий свет, долгое время были недоступны. Инженеры-конструкторы смогли прибегнуть только к существующим цветам: красному, зеленому и желтому. Ранние «синие» устройства на самом деле были не синими светодиодами, а небольшими лампочками накаливания, окруженными диффузором синего цвета.

Первые «истинно синие» светодиоды были разработаны несколько лет назад с использованием чистого кремний-углеродного материала (SiC), но их светоотдача была низкой. Устройства следующего поколения имели базовый материал из нитрида галлия, который достиг светоотдачи в несколько раз по сравнению с первыми версиями. Сегодняшний эпитаксиальный материал для синих светодиодов называется нитридом индия-галлия (InGaN). Излучая с длиной волны в диапазоне от 450 до 470 нм, светодиоды InGaN производят в пять раз больше света, чем светодиоды из нитрида галлия.

Белые светодиоды

Настоящие светодиоды, излучающие белый свет, недоступны. Такое устройство сложно построить, потому что светодиоды обычно излучают одну длину волны. Белый не появляется в спектре цветов; вместо этого для восприятия белого цвета требуется смесь длин волн.

Для изготовления белых светодиодов используется хитрость. Основной материал InGaN, излучающий синий цвет, покрыт материалом преобразователя, который излучает желтый свет при стимуляции синим светом. В результате получается смесь синего и желтого света, воспринимаемая глазом как белая ( Рисунок 4 ).

Рис. 4. Длина волны излучения белого светодиода (сплошная кривая) включает пики в синей и желтой областях, но человеческий глаз интерпретирует их как белый свет. Для сравнения показана относительная светочувствительность человеческого глаза (пунктирная кривая).

Цвет белого светодиода определяется цветовыми координатами. Значения этих координат X и Y рассчитываются в соответствии с инструкциями, приведенными в публикации 15.2 Международной комиссии по освещению (CIE). В технических паспортах белых светодиодов часто указывается изменение этих цветовых координат при увеличении прямого тока ( Рисунок 5 ).

Рис. 5. Изменение прямого тока изменяет координаты цветности белого светодиода (LE Q983 от OSRAM Opto Semiconductors) и, следовательно, качество его белого света.

К сожалению, со светодиодами на основе InGaN не так просто обращаться, как со стандартными зелеными, красными и желтыми светодиодами. Преобладающая длина волны (цвет) светодиода InGaN изменяется в зависимости от прямого тока ( рис. 6 ). Белые светодиоды, например, демонстрируют сдвиг цвета из-за различных концентраций материала преобразователя, в дополнение к изменению длины волны с прямым напряжением для материала InGaN, излучающего синий свет. Это изменение цвета можно увидеть на рисунке 5, где смещение координат X и Y означает изменение цвета. (Как упоминалось ранее, белые светодиоды не имеют определенной длины волны.)

Рис. 6. Увеличение прямого тока изменяет оттенок синего светодиода за счет изменения длины волны его излучения.

Прямое напряжение сильно изменяется при прямом токе до 10 мА. Диапазон изменения составляет около 800 мВ (некоторые типы диодов изменяются еще больше). Таким образом, изменение рабочего напряжения, вызванное разрядкой батареи, меняет цвет, поскольку изменение рабочего напряжения изменяет прямой ток. При прямом токе 10 мА прямое напряжение составляет около 3,4 В (эта величина варьируется в зависимости от производителя и колеблется от 3,1 В до 4,0 В). Вольт-амперная характеристика также сильно различается от светодиода к светодиоду (см. ниже). Работа светодиода напрямую от батареи затруднена, потому что состояние разрядки большинства батарей ниже минимально необходимого прямого напряжения светодиода.

Белые светодиоды работают параллельно

Многие портативные устройства и устройства с батарейным питанием используют белые светодиоды для фоновой подсветки. В частности, цветные дисплеи КПК нуждаются в белой подсветке для получения цветопередачи, близкой к оригиналу. Будущие мобильные телефоны 3G будут поддерживать изображения и видеоданные, для которых требуется белая подсветка. Цифровые фотокамеры, MP3-плееры и другое видео- и аудиооборудование также включают в себя дисплеи, для которых требуется белая подсветка.

В большинстве случаев одного белого светодиода недостаточно, поэтому необходимо использовать несколько светодиодов одновременно. Необходимо предпринять специальные шаги, чтобы убедиться, что их интенсивность и цвет совпадают, даже если заряд батареи и другие условия различаются.

На рис. 7 показаны вольт-амперные характеристики для группы случайно выбранных белых светодиодов. При подаче на эти светодиоды напряжения 3,3 В (верхняя пунктирная линия) возникают прямые токи в диапазоне от 2 мА до 5 мА, что, в свою очередь, дает различные оттенки белого цвета. Координата Y, в частности, сильно изменяется в этой области (рис. 5), что приводит к неверному воспроизведению цвета на освещенном дисплее. Светодиоды также имеют разную силу света, что создает неоднородное освещение. Еще одна проблема – требуемое минимальное напряжение питания. Для работы светодиодов необходимо напряжение значительно выше 3 В. Ниже этого уровня несколько светодиодов могут оставаться полностью темными.

Рис. 7. Эти кривые иллюстрируют значительные различия в вольт-амперных характеристиках белых светодиодов, даже случайно выбранных из одной производственной партии. Параллельная работа нескольких таких светодиодов при постоянном напряжении 3,3 В (верхняя пунктирная линия) дает разные оттенки белого и разную яркость.

Полностью заряженный литий-ионный аккумулятор обеспечивает выходное напряжение 4,2 В, которое после короткого периода работы падает до номинального значения 3,5 В. Это напряжение снижается до 3,0 В по мере разрядки аккумулятора. Если белые светодиоды работают напрямую от батареи, как показано на рис. 3, возникают следующие проблемы:

Сначала, когда батарея полностью заряжена, горят все диоды, но с разными оттенками интенсивности и цвета. Когда напряжение батареи падает до номинального уровня, интенсивность света уменьшается, а различия в белом цвете становятся сильнее. Поэтому разработчик должен учитывать значение напряжения батареи и прямого напряжения диода, для которых рассчитывается последовательный резистор. (При полностью разряженной батарее некоторые светодиоды будут полностью темными.)

Загрузочный насос с регулятором тока

Целью источника питания светодиодов является обеспечение достаточно высокого выходного напряжения и обеспечение одинакового тока через все параллельно подключенные светодиоды. Обратите внимание (рис. 5), что если все белые светодиоды параллельной конфигурации имеют одинаковые токи, все они будут иметь одинаковые координаты цветности. Для этой цели Maxim предлагает зарядовый насос с контролем тока (MAX1912).

В параллельной конфигурации из трех светодиодов, показанной на Рис. 8 , зарядовый насос представляет собой крупномасштабный тип, который увеличивает входное напряжение в 1,5 раза. Раньше зарядовые насосы просто удваивали входное напряжение, но этот новый метод обеспечивает более высокую эффективность. Входное напряжение повышается до уровня, который позволяет работать только светодиодам. Сети резисторов, подключенные к SET (вывод 10), обеспечивают одинаковые токи во всех светодиодах. Внутренняя схема поддерживает напряжение SET на уровне 200 мВ, поэтому ток через любой светодиод можно рассчитать как I _{Светодиод} = 200 мВ/10 Ом = 20 мА. Если для некоторых диодов требуется меньший ток, вы можете подключить более трех диодов параллельно, поскольку MAX1912 выдает до 60 мА. См. техническое описание MAX1912 для дальнейших применений и схем.

Рис. 8. Эта ИС сочетает зарядовый насос с управлением током. Насос заряда обеспечивает достаточное рабочее напряжение для белых светодиодов, а управление током обеспечивает однородный белый свет, пропуская одинаковые токи через каждый светодиод.

Простое управление током

Белые светодиоды могут легко работать, если система обеспечивает напряжение выше, чем прямое напряжение диодов. Цифровые фотокамеры, например, обычно имеют питание +5 В. В этом случае вам не нужна функция форсирования, потому что напряжение питания имеет достаточный запас для питания светодиодов. Для схемы, показанной на рис. 8, следует выбрать согласованный источник тока. Например, MAX1916 может параллельно управлять тремя светодиодами (, рис. 9).).

Рисунок 9. Один внешний резистор (R _SET ) программирует значение одинаковых токов, подаваемых на каждый светодиод. Подача сигнала с широтно-импульсной модуляцией на контакт включения (EN) этой ИС обеспечивает простое управление яркостью (функция затемнения).

Операция проста: Резистор R _SET программирует ток, проходящий через подключенные светодиоды. Этот подход занимает очень мало места на доске. Помимо микросхемы (небольшой корпус SOT23 с 6 выводами) и нескольких обходных конденсаторов, требуется только один внешний резистор. ИС обеспечивает превосходное согласование токов между светодиодами на уровне 0,3%. Эта конфигурация обеспечивает идентичные местоположения цветности и, следовательно, идентичные типы белого света от каждого светодиода.

Затемнение Меняется интенсивность света

Некоторые портативные устройства контролируют интенсивность своего светового потока в зависимости от условий окружающего освещения, а другие снижают интенсивность света с помощью программного обеспечения после короткого периода ожидания. Обе эти операции требуют затемнения светодиодов, и такая функция затемнения должна одинаково влиять на каждый прямой ток, чтобы избежать возможных сдвигов в координации цветности. Эта однородность может быть достигнута с помощью небольшого цифро-аналогового преобразователя, который регулирует ток через резистор R 9.0009 НАБОР резистор.

Преобразователь с 6-битным разрешением, такой как MAX5362, с интерфейсом, совместимым с I ² C*, или MAX5365, с интерфейсом, совместимым с SPI™, делает возможной функцию диммирования с 32 ступенями интенсивности света ( Рисунок 10 ). Тип белого света светодиодов меняется с изменением яркости, потому что прямой ток влияет на координаты цветности. Это не должно быть проблемой, потому что одинаковые прямые токи заставляют каждый диод в группе излучать одинаковый свет.

Рис. 10. Этот цифро-аналоговый преобразователь управляет диммированием светодиодов, синхронно изменяя их прямые токи.

Функция диммирования, при которой координаты цветности не меняются, называется широтно-импульсной модуляцией. Это может быть реализовано с большинством источников питания, которые обеспечивают функцию включения или выключения. MAX1916, например, ограничивает ток утечки через светодиоды всего до 1 мкА, как только часть отключается путем понижения EN. Результат — нулевое излучение света. Подтягивание EN к высокому уровню направляет запрограммированный прямой ток через светодиоды. Если вы подаете сигнал с широтно-импульсной модуляцией на EN, яркость будет пропорциональна коэффициенту заполнения этого сигнала.

Координаты цветности не меняются, потому что каждый светодиод продолжает видеть один и тот же прямой ток. Однако человеческий глаз воспринимает изменение рабочего цикла как изменение яркости. Частоты выше 25 Гц не воспринимаются человеческим глазом, поэтому частота переключения 200-300 Гц является хорошим выбором для ШИМ-диммирования. Более высокие частоты могут вызвать проблемы, поскольку координаты цветности могут смещаться в течение короткого интервала времени, необходимого для включения и выключения светодиодов. ШИМ-сигнал может подаваться с вывода ввода-вывода микропроцессора или с одного из его периферийных устройств. Количество доступных шагов яркости зависит от ширины регистра счетчика, используемого для этой цели.

Импульсный повышающий преобразователь с контролем тока

Помимо упомянутого выше зарядового насоса (MAX1912), вы также можете реализовать повышающий преобразователь с управлением по току. Импульсный преобразователь напряжения MAX1848, например, генерирует выходное напряжение до 13 В, чего достаточно для последовательного включения трех светодиодов (, рис. 11, ). Этот подход, вероятно, самый чистый, потому что все светодиоды, соединенные последовательно, имеют одинаковый ток. Ток светодиода определяется R _SENSE и напряжением, подаваемым на вход CTRL.

Рис. 11. Этот импульсный повышающий преобразователь позволяет включать несколько светодиодов последовательно. Все они имеют одинаковый прямой ток, который управляется через вход CTRL (например) цифро-аналоговым преобразователем.

MAX1848 может реализовать функцию диммирования любым из описанных выше способов. Прямой ток через светодиоды пропорционален напряжению на выводе CTRL. Поскольку MAX1848 переходит в режим выключения, когда напряжение, подаваемое на CTRL, падает ниже 100 мВ, вы также можете реализовать функцию диммирования ШИМ.

Сводка

Белые светодиоды могут работать параллельно, если вы позаботитесь о том, чтобы обеспечить излучение однородного белого света, сделав их прямые токи равными. Для работы светодиодов выберите либо управляемый источник тока, либо комбинацию повышающего преобразователя с управлением током. Используя подкачивающие насосы или переключаемые повышающие преобразователи, вы можете реализовать такие комбинации с несколькими стандартными продуктами.

Литература

1. Спецификация «LR5360, LS5360, LY5360, LG5360», OSRAM Opto Semiconductors, Регенсбург, 2001 г.
2. «Управление светодиодами на основе InGaN в параллельных цепях», Герхард Шарф, OSRAM Opto Semiconductors, ноябрь 2001 г.
3. Колориметрия, издание 2 ^и , публикация CIE 15. 2-1986, ISBN 3 900 734 00 3.
4. Спецификация «Hyper ChipLED LW Q983», OSRAM Opto Semiconductors, Регенсбург, 2001 г.
5. Спецификация MAX1912, Maxim Integrated, 2002 г.: http://www.maximintegrated.com/max1912.

диоды — светодиод рабочее напряжение

Спрашиваемый 5 лет, 6 месяцев назад

Изменено 5 лет, 6 месяцев назад

Просмотрено 3к раз

\$\начало группы\$

Меня немного смущает рабочее напряжение светодиодов.

У меня есть контроллер светодиодов RGB, который использует 12 В постоянного тока.

Я нашел RGB-светодиод на мыши, такой как этот:

http://www.mouser.com/ds/2/216/WP154A4SUREQBFZGC-194997.pdf максимальное напряжение, которое я могу использовать на светодиоде. В даташите указано, что общий ток должен быть около 20 мА.

Согласно закону Ома, если напряжение равно 12 В, а сила тока 0,02 А, резистор должен быть 600 Ом. 12/0,02 = 600

Верно ли это?

Чего я действительно не понимаю, так это того, что если бы я использовал 36 В постоянного тока или 1000 В постоянного тока? Даже если я правильно подберу резистор, не повредится ли светодиод при некотором напряжении? Как мне узнать, где находится это напряжение в таблице данных, которая не указана?

• светодиоды
• диоды
• техническое описание

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Самое главное, что нужно понять, это то, что светодиоды (если рассматривать их упрощенно) падают постоянное напряжение где-то между 0,7 — 5 вольт. В таблице данных это показано как прямое напряжение: 1,9 для красного и 3,3 для зеленого и синего светодиодов.

Они также не оказывают никакого сопротивления. Таким образом, не имеет значения, какое напряжение вы подаете на светодиод, пока вы ограничиваете ток. Таким образом, если бы вы приложили 1000 В к светодиоду, оно упало бы, скажем, на 5 вольт на светодиоде и на 9 вольт.95 вольт по всей остальной цепи (при условии, что вы ограничиваете ток и не взрываете светодиод).

Ваш расчет не совсем корректен, т.к. вы не учли прямое напряжение светодиодов. Так, например, если вы хотите 20 мА через красный светодиод, вам нужно:

$$R = \frac{12 — 1,9}{0,02} = 505\Omega$$

Но часто светодиоды управляются источниками тока. вместо того, чтобы ограничиваться резистором, что, вероятно, делает ваш светодиодный контроллер, но вы не предоставили для этого ссылку.

\$\конечная группа\$

3

\$\начало группы\$

Неверно. Большинство светодиодов работают от 2,3 В постоянного тока до 4 В постоянного тока, это зависит от электронной конструкции подложки. Это верно только для одного светоизлучающего диода. Большинство производителей будут продавать светодиодные модули. Они состоят из нескольких светодиодов, соединенных последовательно или параллельно, и могут включать в себя внутренние балансировочные резисторы и некоторые другие диоды для выпрямления и еще более сложной схемы регулирования, включающей несколько транзисторов. вот почему некоторые из этих модулей работают при совершенно другом напряжении, таком как 12 В или 24 В или даже 36 В и даже 120 В переменного тока. См. Википедию «Светодиод».

Что касается вашего второго вопроса: 36 В постоянного тока или 1000 В постоянного тока? При подключении светодиодных модулей всегда следуйте спецификации производителя, поскольку, если вы подаете 36 Вольт в модуль 24 Вольт, модуль может потреблять гораздо больше тока, чем предполагалось, и перегреваться, и раньше, чем вы хотите, он навсегда перестанет работать.

С более электронной точки зрения, если вы работаете с одним светодиодом электронного устройства и вам нужно запустить его от источника постоянного тока 12 В, вам нужно будет рассчитать значение токоограничивающего резистора следующим образом: типичное напряжение светодиода = 3 Вольта, Источник = 12 Вольт, 12-3=9нужно падение напряжения. Типичное потребление тока светодиодом 0,02 А, 9 В/0,02 А = 450 Ом. Затем вам нужно будет построить последовательную цепь с одним светодиодом и одним резистором на 450 Ом. Это потребляет в общей сложности 0,02 А при суммарном сопротивлении 600 Ом. Светодиод загорится и, вероятно, проработает около 100 000 часов при правильном обращении.

Ура 🙂

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

используйте питание 5 В вместо 12, если не соединить много (3 или 4) последовательно

Используйте закон Ома для дифференциального напряжения падения сопротивления R.

Научитесь читать спецификации и распознавать ESR . Vth (пороговая асимптота и прямое напряжение Vf при номинальном токе (например, 20 мА для 5 мм) (не абсолютный максимум), превышение которого может привести к расплавлению золотого провода и сжиганию чипа.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

Автомобильное напряжение | Оптовая торговля автомобильными лампочками и светодиодами

• Выберите параметры

  Быстрый просмотр

  Внедорожный 6-дюймовый прожектор для джипов, грузовиков, вождения, внедорожников — Водостойкая противотуманная светодиодная лента — 18 Вт Super Bright (2 Pack)

  Автомобильное напряжение

  Сейчас: 29 долларов. 98

  Автомобильная световая панель Voltage была разработана для повышения яркости для всех клиентов во время ночного вождения по бездорожью. он популярен среди всех наших клиентов благодаря высокому качеству и доступной цене p

• Выберите параметры

  Быстрый просмотр

  Изогнутая светодиодная панель 42 дюйма, 240 Вт, 6000 К, внедорожный дальний свет, противотуманная фара для грузовика, тягача, квадроцикла, 4×4, джипа, внедорожника, утилиты для пустыни

  Автомобильное напряжение

  Сейчас: $109,99

  Чрезвычайно яркая и прочная 42-дюймовая светодиодная панель обеспечивает дневной свет для грузовиков, полноприводных автомобилей, квадроциклов, UTV, лодок, рапторов и всех внедорожников с напряжением 10–30 вольт.

• В корзину

  Быстрый просмотр

  Светодиодный 1016/1034/1076/1142/2057/2357/2397/1157 лампа Canbus для стоп-сигнала указатель поворота боковой габаритный задний фонарь (пара)

  Автомобильное напряжение

  Сейчас: 12,99 $

  Voltage Automotive является ведущим производителем и прямым дистрибьютором автомобильных осветительных приборов, специализирующимся на стандартных сменных автомобильных лампах OEM и сверхмощных светодиодных фонарях.

• Нет в наличии

  Быстрый просмотр

  Овальный светодиодный прожектор мощностью 24 Вт (пара)

  Автомобильное напряжение

  Сейчас: $44,98

  Овальный прожектор мощностью 24 Вт для бездорожья используется в качестве рабочего фонаря, противотуманного фонаря, вспомогательного фонаря заднего хода, дальнего света, вспомогательного фонаря для пустыни, универсальной системы 10–30 В. Рекомендуемое использование для: трактора, грузовика, лодки, ..

• Выберите параметры

  Быстрый просмотр

  H21 Стандартная лампа накаливания

  Автомобильное напряжение

  Сейчас: 8,99 $

  Автомобильное напряжение

• В корзину

  Быстрый просмотр

  Стандартная лампа накаливания H7

  Напряжение Автомобильный

  MSRP: 9,99 $

  Сейчас: 7,99 долл. США

  Voltage Automotive является ведущим производителем и прямым дистрибьютором автомобильных осветительных приборов, специализирующимся на стандартных сменных автомобильных лампах OEM и сверхмощных светодиодных фонарях.

• В корзину

  Быстрый просмотр

  h2 55 Вт Стандартная лампа для фар

  Автомобильное напряжение

  Сейчас: 7,99 $

  Напряжение для автомобилей <

• Выберите параметры

  Быстрый просмотр

  4-дюймовый круглый светодиодный прожектор мощностью 27 Вт (2 шт.)

  Автомобильное напряжение

  Сейчас: $29.99

  Идеально подходит для освещения трактора, бульдозера, снегохода, тележки для гольфа, косилки, лодки или любого тяжелого оборудования и транспортных средств на 10-30 вольт, таких как газонокосилка, косилка, снег.