發光二極管是電流控制元件,通過流過的電流,直接將電能轉變為光能,故也稱光電轉換器。發光二極管是現代電子制作中常用的電子元件之一,它以其獨特的優點深受人們的青睞。
LED的主要特點
(1)工作電壓低,有的僅需1.5 - 1.7V即能導通發光;
? ? ? ? (2)工作電流小,典型值約1OmA;
? ? ? ? (3)具有和普通二極管相似的單向導電特性,只是死區電壓略高些;
? ? ? ? (4)具有和硅穩壓二極管相似的穩壓特性;
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? ? ? ? (5)響應時間快、從加電壓到發出光的時間僅1一1Oms,響應頻率可達100Hz;則使用壽命長,一般可達10萬小時以上。
目前常用的發光二極管有發紅光和綠光的磷化稼(GaP)LED,其正向壓降VF=2.3V;發紅光的磷砷化稼(GaASP) LED,其正向壓降VF= 1.5 - 1.7V;以及采用碳化硅和藍寶石材料的黃色、藍色LED,其正向壓降VF=6V。
由于LED的正向伏安曲線較陡,故在應用時,必須串接限流電阻,以免燒壞管子。在直流電路中,限流電阻R可 用下式估算:
R=(E-VF)/IF
在交流電路中,限流電阻R可用下式估算:R= (e-VF )/2IF,式中e為交流電源電壓的有效值。
發光二極管電阻計算方法
假設發光二極管的正向電壓為3.5v,觀察曲線就知道電流會趨于無窮大,但你可能會說,我用萬用表測試過了,電流不會太大。這里我想說,曲線是理想的情況,實際工作時會有連線電阻、開關電阻、電池內阻等串在電路里,它們雖然小,可對相當于短路的電路來說,0.1歐姆就已經很大了。單靠這些外加電阻是不穩定且不可靠的,你不可能在任何一家發光二極管廠家的資料說明里看到允許直接用電壓源連接發光二極管而不接限流電阻的,除非接的是恒流源。
至于電阻的大小,用歐姆定律V=I×R計算就可以算出電阻值,計算公式為:供電電壓12V-發光二極管壓降3V/15mA=0.6K。如果有條件,可以測一下發光二極管的正向導通電壓值,用一個可調電壓源,串一個小電阻,再串聯上發光二極管,用萬用表測量發光二極管兩端的電壓,注意不含電阻,再把電壓源從0開始慢慢增加,當電壓源電壓增加,發光二極管亮度迅速增加,而萬用表電壓增加卻變緩慢時,萬用表的電壓值就是發光二極管的正向導通電壓值。
假設正向導通電壓值為3.5V,功率3瓦的發光二極管,外加最高4.2V的鋰電池,這時的最大電流應為:I=3W/3.5V=0.85A,最小串聯電阻應為:R=(4.2-3.5)/0.85=0.82歐姆。或許你沒有合適的電阻,那么0.5歐姆的也可以,我們計算一下:電流:I=(4.2-3.5)/0.5=1.4A 功率為:P=I×V=1.4×3.5=4.9W。
你的發光二極管將工作在5W下,當然這都是理想的情況,手電桶外殼等導電電路都會有一定電阻的,具體情況有條件的可以自己去測一下,沒條件的,建議還是加一個電阻測試吧,那怕是只有0.5歐姆,可能都會救你的發光二極管一命。當然了,對于各種不同功率、電壓范圍的發光二極管電阻,都可以參考上面的公式自己計算。