發(fā)光二極管是電流控制元件,通過流過的電流,直接將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽埽室卜Q光電轉(zhuǎn)換器。發(fā)光二極管是現(xiàn)代電子制作中常用的電子元件之一,它以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)深受人們的青睞。
LED的主要特點(diǎn)
(1)工作電壓低,有的僅需1.5 - 1.7V即能導(dǎo)通發(fā)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?qū)щ娞匦?,只是死區(qū)電壓略高些;
? ? ? ? (4)具有和硅穩(wěn)壓二極管相似的穩(wěn)壓特性;
?
? ? ? ? (5)響應(yīng)時(shí)間快、從加電壓到發(fā)出光的時(shí)間僅1一1Oms,響應(yīng)頻率可達(dá)100Hz;則使用壽命長,一般可達(dá)10萬小時(shí)以上。
目前常用的發(fā)光二極管有發(fā)紅光和綠光的磷化稼(GaP)LED,其正向壓降VF=2.3V;發(fā)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(lán)寶石材料的黃色、藍(lán)色LED,其正向壓降VF=6V。
由于LED的正向伏安曲線較陡,故在應(yīng)用時(shí),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(fā)光二極管電阻計(jì)算方法
假設(shè)發(fā)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(shí)際工作時(shí)會有連線電阻、開關(guān)電阻、電池內(nèi)阻等串在電路里,它們雖然小,可對相當(dāng)于短路的電路來說,0.1歐姆就已經(jīng)很大了。單靠這些外加電阻是不穩(wěn)定且不可靠的,你不可能在任何一家發(fā)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(fā)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(jì)算就可以算出電阻值,計(jì)算公式為:供電電壓12V-發(fā)光二極管壓降3V/15mA=0.6K。如果有條件,可以測一下發(fā)光二極管的正向?qū)妷褐?,用一個(gè)可調(diào)電壓源,串一個(gè)小電阻,再串聯(lián)上發(fā)光二極管,用萬用表測量發(fā)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(dāng)電壓源電壓增加,發(fā)光二極管亮度迅速增加,而萬用表電壓增加卻變緩慢時(shí),萬用表的電壓值就是發(fā)光二極管的正向?qū)妷褐怠?/p>
假設(shè)正向?qū)妷褐禐?.5V,功率3瓦的發(fā)光二極管,外加最高4.2V的鋰電池,這時(shí)的最大電流應(yīng)為:I=3W/3.5V=0.85A,最小串聯(lián)電阻應(yīng)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(jì)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(fā)光二極管將工作在5W下,當(dāng)然這都是理想的情況,手電桶外殼等導(dǎo)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(gè)電阻測試吧,那怕是只有0.5歐姆,可能都會救你的發(fā)光二極管一命。當(dāng)然了,對于各種不同功率、電壓范圍的發(fā)光二極管電阻,都可以參考上面的公式自己計(jì)算。
發(fā)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(fā)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(nèi)阻太高,也不能使管子導(dǎo)通發(fā)光。但可采用雙表法測試。將兩塊萬用表串聯(lián)起來,均置于Rx1檔,這樣電池總電壓為3V,總內(nèi)阻為50Ω,則提供給L印的工作電流大于1OmA,足以使管子導(dǎo)通發(fā)光。若測試中,某管不發(fā)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(jìn)行測試。
發(fā)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(jù)電壓除工作電流得到限流電阻。
普通的發(fā)光二極管正偏壓降紅色為1.6V,黃色為1.4V左右,藍(lán) 白 為至少2.5V 。工作電流5-10mA左右
超亮發(fā)光二極管主要有三種顏色,然而三種發(fā)光二極管的壓降都不相同,具體壓降參考值如下:
紅色發(fā)光二極管的壓降為2.0--2.2V 黃色發(fā)光二極管的壓降為1.8—2.0V 綠色發(fā)光二極管的壓降為3.0—3.2V 正常發(fā)光時(shí)的額定電流約為20mA。
估計(jì)你說的是超亮二極管吧,限流電阻計(jì)算如下:U為工作電壓 串聯(lián)R=(U-LED壓降)/20mA 并聯(lián)R=(U-LED壓降)/(20mA)