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。
發光二極管的測試
在無專用儀器的情況下,LED也可用萬用表估測(這里以MF30型萬用表為例)。首先,將萬用表置于Rx1k檔或Rx100檔,測量LED的正反向電阻,若正向電阻小于50kΩ,反向電阻無窮大,表明管子正常。若正、反向均為零或均為無窮大,或正反向電阻值比較接近,均說明管子有問題。
然后,還須測量LED的發光情況。因其正向壓降為1.5V以上,故無法用Rx1, Rx1O, Rx1k檔直接測量,R x1Ok檔雖然使用15V電池;但內阻太高,也不能使管子導通發光。但可采用雙表法測試。將兩塊萬用表串聯起來,均置于Rx1檔,這樣電池總電壓為3V,總內阻為50Ω,則提供給L印的工作電流大于1OmA,足以使管子導通發光。若測試中,某管不發光即說明該管有問題。
對于VF=6V的LED,則可另用6V電池和限流電阻進行測試。
發光二極管壓降
首先要弄清楚你用的是那種二極管,從而確定其工作電流和管壓降。然后根據電壓除工作電流得到限流電阻。
普通的發光二極管正偏壓降紅色為1.6V,黃色為1.4V左右,藍 白 為至少2.5V 。工作電流5-10mA左右
超亮發光二極管主要有三種顏色,然而三種發光二極管的壓降都不相同,具體壓降參考值如下:
紅色發光二極管的壓降為2.0--2.2V 黃色發光二極管的壓降為1.8—2.0V 綠色發光二極管的壓降為3.0—3.2V 正常發光時的額定電流約為20mA。
估計你說的是超亮二極管吧,限流電阻計算如下:U為工作電壓 串聯R=(U-LED壓降)/20mA 并聯R=(U-LED壓降)/(20mA)