Как определить ток светодиода

Светодиоды широко используются в современной электронной аппаратуре. К числу их несомненных достоинств относятся небольшие размеры и яркое свечение. Но для того чтобы светодиод исправно работал, необходимо правильно установить его рабочий ток.

Светодиоды могут исправно служить многие годы, одна быстро выходят из строя, если работают при повышенной силе тока. Чтобы правильно рассчитать силу тока, надо знать напряжение, на которое рассчитан конкретный светодиод.

Напряжение питания большинства светодиодов можно определить по цвету их свечения. Так, для белых, синих и зеленых светодиодов напряжение питания обычно составляет 3 В (допустимо до 3,5 В). Красные и желтые светодиоды рассчитаны на питающее напряжение 2 В (1,8 – 2,4 В). Большинство обычных светодиодов рассчитаны на ток 20 мА, хотя есть светодиоды, для которых сила тока может превышать 150 мА.

Оценить номинальный ток неизвестного светодиода при отсутствии справочных материалов достаточно сложно. Смотрите на колбу — чем она больше, тем выше обычно номинальный ток. Одним из признаков того, что установленный ток выше допустимого, может являться изменение спектра излучаемого света. Например, если излучение белого светодиода приобретает синий оттенок, то сила тока явно превышена.

Не забывайте о том, что светодиоды очень чувствительны к превышению питающего напряжения. Например, включив светодиод, рассчитанный на 2 В, в цепь с двумя последовательно соединенными 1,5-вольтовыми батарейками (в сумме 3 В), вы можете его сжечь.

Если используется напряжение питания выше рекомендованного, лишние вольты необходимо погасить добавочным (гасящим) резистором. Рассчитать сопротивление резистора можно по формуле R=U/I. Например, вам надо запитать светодиод на 3 В от бортовой сети автомобиля в 12 В. У вас лишние 9 В. При номинальном токе светодиода 20 мА (0,02 А) вы получите нужное значение, поделив 9 на 0,02 – это будет 450 Ом.

Собрав схему со светодиодом, обязательно измерьте потребляемый им ток, включив тестер в разрыв цепи. Если ток превышает 20 мА, его надо уменьшить, увеличив номинал резистора. Чуть меньший ток – например, 18 мА, только пойдет светодиоду на пользу, увеличив срок его службы.

Следите за правильностью подключения светодиода. К плюсу источника питания подключается анод, к минусу — катод. Катод имеет более короткий вывод, на колбе с его стороны сделан срез (плоская площадка).

Как снять сиденье в «Акценте»	Как настроить карбюратор на ВАЗ 21099	Как менять масло в АКПП
Как подключить магнитолу Panasonic	Как сделать прямоток своими руками	Как заправить полный бак

Срок службы изделий на светодиодах

Понятие срока службы:

Для стандартных ламп — это время за которое 50% изделий выйдет из строя.

Для светодиода — это время после выработки которого происходит снижение яркости светодиода на 30% (50% — по различным данным)

Характеристика зависимости срока службы качественного светодиода от температуры на кристалле выглядит следующим образом:

Рисунок 1. График зависимости срока службы светодиода от температуры на кристалле

Данный график справедлив для светодиодов с максимальной температурой на кристалле не менее 135 градусов и тепловым сопротивлением между кристаллом и точкой пайки не более 10^oС/Вт.

Таким образом, срок службы светодиода, а следовательно и светодиодного изделия, определяется режимом эксплуатации: рабочий ток прибора, рассеиваемая мощность и температура как на кристалле, так и окружающей среды. А главным определяющим фактором является — температура.

Правильность проектирования светодиодных изделий определяет срок службы светодиодных изделий.

Как определить какая температура на кристалле изделия? Это очень просто:

Рисунок 2. Температурное распределение

Согласно рисунку известны следующие данные:

1. R_{th j-s} = 10^oС/Вт — температурное сопротивление перехода «кристалл-точка пайки» в светодиоде
2. R_{th s-b} = 1,6^oС/Вт — температурное сопротивление алюминиевой печатной платы
3. Температура на радиаторе 65
   oC

Если используется мощный светодиод, то температура на кристалле будет зависеть от режима эксплуатации светодиода:

Ток 350 мА (падение напряжения на светодиоде 3,3 В):

T_j = T_b + R_{th j-b} x PLED = 65 + 11,6×0,35×3,3 = 78,4^oC

Ток 500 мА (падение напряжения на светодиоде 3,4 В):

T_j = T_b + R_{th j-b} x PLED = 65 + 11,6×0,5×3,4 = 84,7^oC

Таким образом, по  вышеприведенным графикам, зная температуру на корпусе светодиодного изделия, вычислив температуру на кристалле,  можно спрогнозировать срок службы светодиодного изделия.

Естественно, срок службы светодиодного изделия будет отличаться в различных условиях эксплуатации: так при температуре окружающей среды −40С кристалл прогреется не более чем до 25-30С, а следственно срок службы изделия может исчисляться сотнями тысяч часов и жизненный цикл изделия будет определятся уже работоспособностью всех радиокомпонентов в целом. При температуре +40С напротив: кристалл прогреется до 75-90 ^oС  и срок службы будет порядка 35.000 часов (произойдет снижение яркости изделия на 30%). После этого изделие продолжит работу с дополнительным снижением яркости.

Данный расчет действителен для изделий, где светомодуль на основе алюминиевой платы установлен непосредственно на корпус-радиатор или радиатор. При ином конструктивном расположении компонентов требуется учитывать дополнительные тепловые сопротивления сред или производить замер непосредственно с теплоотвода светодиода.

ОШИБКА — 404 — НЕ НАЙДЕНА

• Главная
• Мне очень жаль, но. ..

Наши серверные гномы не смогли найти страницу, которую вы ищете.

Похоже, вы неправильно набрали URL-адрес в адресной строке или перешли по старой закладке.

Возможно, некоторые из них могут вас заинтересовать?

DIP-разъемы, хвостовик под пайку — 8-контактный

В наличии ПРТ-07937

2

Избранное Любимый 27

Список желаний

SparkFun USB-последовательный переходник — FT232RL

В наличии БОБ-12731

17,50 $

25

Избранное Любимый 33

Список желаний

Одна кнопка с подсветкой Loomia

В наличии COM-17864

42,95 $ $36,51

Избранное Любимый 5

Список желаний

MIKROE Temp&Hum 17 Click

Нет в наличии SEN-19192

20,95 $

Избранное Любимый 0

Список желаний

10 основных ошибок проектирования, которых следует избегать при разработке электронного оборудования

28 июля 2021 г.

Ознакомьтесь с третьей частью серии гостевых блогов Джона Тила из Predictable Designs.

Избранное Любимый 1

Удаленный промышленный датчик VOC, использующий Ethernet

24 марта 2022 г.

Мы проверяем, насколько пайка действительно меняет качество воздуха, используя плату MicroMod Ethernet Function и плату MicroMod Environmental Function!

Избранное Любимый 0

• Электроника SparkFun®
• 6333 Dry Creek Parkway, Niwot, Colorado 80503
• Настольный сайт

• Ваш счет
• Авторизоваться
• регистр

Узнайте, как ограничить ток для светодиода | Блог Advanced PCB Design

Ключевые выводы

• ВАХ светодиодов иллюстрируют протекающий через них ток при различных значениях приложенного напряжения.

• Целью любого метода ограничения тока является поддержание тока через светодиод в пределах выбранного значения.

• В драйвере светодиодов постоянного тока напряжение источника питания изменяется в пределах диапазона, чтобы ограничить потребляемый ток до заданного значения.

 

В любом светодиоде необходимо ограничивать прямой ток, чтобы обеспечить долгий срок службы и хорошую производительность

Светодиоды быстро становятся лицом современных систем освещения. Светодиоды — это просто диоды, которые излучают свет при прямом смещении. Ток течет от анода к катоду светодиода и излучает свет. Их светоотдача покрывает все видимые световые частоты. Некоторые светодиоды излучают инфракрасный и ультрафиолетовый свет. В любом светодиоде необходимо ограничивать прямой ток, чтобы обеспечить долгий срок службы и хорошую производительность.

При разработке схемы светодиода вы можете задаться вопросом, как ограничить ток для светодиода. В этой статье мы обсудим методы ограничения тока в светодиодных схемах.

Прямое напряжение и прямой ток светодиодов

Когда светодиод смещен в прямом направлении или находится под напряжением, ток течет от анода к катоду. В условиях прямого смещения в полупроводниковом переходе светодиода происходит электронно-дырочная рекомбинация. Рекомбинация электронов и дырок в светодиодах излучает энергию в виде света. Переход электронов из более высокой энергетической зоны в более низкую энергетическую зону дает спонтанное излучение в виде светоотдачи. В условиях обратного смещения светоотдача от светодиодов невозможна. Цвет светового потока светодиодов в условиях прямого смещения зависит от используемых в нем полупроводниковых соединений.

Светодиоды — это токозависимые устройства, прямое напряжение и прямой ток которых зависят от полупроводниковых материалов. Как и сигнальные диоды, светодиоды характеризуются прямым напряжением и прямым током. Обычно прямое напряжение составляет от 1,2 до 3,6 В, а прямой ток — от 10 до 30 мА. Характеристики прямого тока к напряжению (I-V) являются важной кривой в любом описании светодиодов. Давайте рассмотрим ВАХ светодиода, чтобы понять, почему необходимо ограничивать ток светодиода.

ВАХ светодиодов

ВАХ светодиода иллюстрируют протекающий через него ток при различных значениях приложенного напряжения. Прямой ток светодиода представлен как функция напряжения. ВАХ светодиодов имеют нелинейный характер, что противоречит закону Ома. Согласно закону Ома, ток и напряжение имеют линейную зависимость. В таких линейных ВАХ ток, потребляемый устройством, увеличивается с увеличением напряжения. Например, резисторы — это компоненты линейной цепи, подчиняющиеся закону Ома. В резисторах отношение напряжения к току всегда равно значению сопротивления.

Это не относится к светодиодам; Светодиоды не подчиняются закону Ома. Пока напряжение, приложенное к светодиоду, не достигнет прямого напряжения, потребляемый ток будет очень низким. Когда приложенное напряжение пересекает значение прямого напряжения, ток увеличивается экспоненциально с увеличением напряжения. Избыточный ток, протекающий через светодиоды, может мгновенно вывести их из строя, поэтому важно ограничить чрезмерный ток.

Как ограничить ток светодиода

В любой цепи светодиода важно ограничить ток. Из ВАХ можно получить значение прямого тока светодиода для придания определенной интенсивности света. Целью любого метода ограничения тока является поддержание тока через светодиод в пределах выбранного значения или предела. Ниже приведены несколько идей, как ограничить ток в светодиодных цепях.

1. Параллельные цепи светодиодов
   Параллельные светодиоды одного цвета видны в цепях освещения. Ток, потребляемый каждой ветвью, зависит от внутреннего сопротивления. Этот метод полезен только тогда, когда светодиоды одного цвета подключены параллельно. Когда цвета смешиваются, светодиоды с наименьшим внутренним сопротивлением потребляют больше тока, что приводит к короткому сроку службы или даже к перегоранию.

2. Поддерживайте значение прямого напряжения, указанное в техническом описании, на светодиоде
   Напряжение, подаваемое от регулируемого источника питания постоянного тока, можно отрегулировать таким образом, чтобы оно поддерживало напряжение на светодиоде в диапазоне прямого напряжения. Это может повлиять на интенсивность света. Если пользователь удовлетворен выходной интенсивностью света, простым методом является регулирование напряжения до значения прямого напряжения.

3. Драйверы постоянного тока для светодиодов
   Драйверы для светодиодов представляют собой источники питания, предназначенные для светодиодных приложений. Существует два типа драйверов светодиодов, а именно драйвер светодиода постоянного напряжения и драйвер светодиода постоянного тока. В драйвере светодиода постоянного тока напряжение источника питания изменяется в пределах диапазона, чтобы ограничить потребляемый ток до заданного значения.

4. Токоограничивающие резисторы
   Токоограничивающие резисторы подключаются последовательно со светодиодом. Токоограничивающие резисторы могут быть включены как в последовательные, так и в параллельные цепи светодиодов. Резисторы ограничения тока светодиода поддерживают ток на заданном уровне через светодиод, который находится в пределах безопасных значений прямого тока, указанных в техническом описании светодиода. Значение токоограничивающего резистора определяется по известным параметрам, таким как напряжение питания (Vsupply), прямой ток (ILED) и прямое напряжение (VLED) светодиода. Значение токоограничивающего резистора (RLED) можно определить по уравнению:

Когда вы точно знаете значение прямого тока для обеспечения требуемой светоотдачи, то понять, как ограничить ток для светодиода, несложно.