Вольтаж светодиодов

У светодиода сильно ограничен ток. Через обычный красный светодиод лучше больше 20 мА не пропускать. По вашему 50 мА — это силовая цепь? И вы считаете, что использование светодиода как источника опорного напряжения — это хорошая схема?

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Светодиоды круглые 5 мм
• Параметры тока для подключения светодиода: как определить и рассчитать правильные
• Выводы и маркировка светодиода
• Как определить на сколько вольт светодиод?
• Что такое диодное освещение: характеристики светодиодов и области их применения
• Светодиоды какой вольтаж. Блог › Светодиоды

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Как определить параметры светодиода

Светодиоды круглые 5 мм

Светодиод Light Emitting Diode, LED — это полупроводниковый диод, способный излучать свет, когда к нему приложено напряжение в прямом направлении.

По сути, это диод, преобразующий электрическую энергию в световую. В зависимости от материала из которого изготовлен светодиод, он может излучать свет разной длины волны разного цвета и иметь различные электрические характеристики. Светодиоды применяются во многих сферах нашей жизни в качестве средств отображения визуальной информации. Например, в виде одиночных излучателей или в виде конструкций из нескольких светодиодов — семисегментных индикаторов , светодиодных матриц, кластеров и так далее.

Также в последние годы светодиоды активно занимают сегмент осветительных приборов. Их используют в автомобильных фарах, фонарях, светильниках и люстрах. На электрических схемах светодиод обозначается символом диода с двумя стрелками. Стрелки направлены от диода, символизируя световое излучение. Не путай с фотодиодом , у которого стрелки направлены к нему. На отечественных схемах буквенное обозначение одиночного светодиода — HL. Стандартный одноцветный светодиод имеет два вывода — это анод и катод.

Определить какой из выводов является анодом, можно визуально. У светодиодов с проволочными выводами анод обычно длиннее катода. У SMD светодиодов выводы одинаковые, но на обратной стороне обычно есть маркировка в виде треугольника или подобия буквы T.

Анодом является вывод, к которому обращена одна сторона треугольника или верхняя часть буквы Т. Если не получается определить визуально где какие выводы, можно прозвонить светодиод. Для этого понадобится источник питания или адаптер, способный давать напряжение около 5 Вольт.

Подключаем любой вывод светодиода к минусу источника, а второй подключаем к плюсовой клемме источника через сопротивление — Ом.

Если светодиод подключен правильно, он засветится. В противном случае меняем выводы местами и повторяем процедуру. Можно обойтись без резистора, если не подключать плюсовую клемму источника питания, а быстро «чиркнуть» ей по выводу светодиода.

Но вообще подавать большое напряжение на светодиод, не ограничивая при этом ток, нельзя — он может выйти из строя! Светодиод испускает свет, если к нему приложить напряжение в прямом направлении: к аноду — плюс, а к катоду — минус. Минимальное напряжение, при котором светодиод начинает светится, зависит от его материала. В таблице ниже приведены значения напряжений светодиодов при тестовом токе 20 мА и цвета, которые они излучают.

Эти данные я взял из каталога светодиодов фирмы Vishay, различных даташитов и Википедии. Самое большое напряжение требуется для голубых и белых светодиодов, а самое маленькое для инфракрасных и красных. Излучение инфракрасного светодиода не видно человеческим глазом, поэтому такие светодиоды не применяются в качестве индикаторов. Они используются в различных датчиках, подсветках видеокамер. Кстати, если инфракрасный светодиод запитать и посмотреть на него через камеру мобильного телефона, то его свечение будет хорошо видно.

В показанной таблице даны примерные значения напряжения светодиода. Обычно этого достаточно, чтобы его включить. Точную величину прямого напряжения конкретного светодиода можно узнать в его даташите в разделе Electrical Characteristics.

Там указано номинальное значение прямого напряжения при заданном токе светодиода. Для примера заглянем в даташит на красный SMD светодиод фирмы Kingbright. Вольт-амперная характеристика светодиода показывает взаимосвязь между приложенным напряжением и током светодиода. На рисунке ниже показана прямая ветвь характеристики из того же даташита. По нему видно, что после прохождения точки «загиба», ток через светодиод будет резко возрастать при небольших изменениях напряжения.

Это как раз та причина, по которой светодиод нельзя подключать к любому источнику питания без резистора, в отличии от лампочки накаливания. Чем выше ток, тем ярче светится светодиод. Однако повышать ток светодиода до бесконечности, естественно, нельзя. При большом токе светодиод перегреется и сгорит. Кстати, если сразу подать на светодиод высокое напряжение он даже может шлепнуть, как слабенькая петарда!

Какие еще характеристики светодиода представляют интерес с точки зрения практического использования? Максимальная мощность рассеяния, максимальные значения постоянного и импульсного прямых токов и максимальное обратное напряжение. Эти характеристики показывают предельные значения напряжений и токов, которые не стоит превышать. Они описаны в даташите в разделе Absolute Maximum Ratings.

Если приложить к светодиоду напряжение в обратном направлении, светодиод не засветится, да и вообще может выйти из строя. Дело в том, что при обратном напряжении может наступить пробой , в результате которого обратный ток светодиода резко возрастет.

В некоторых даташитах дополнительно приводится и обратная ветвь вольт-амперной характеристики, из которой видно, при каком напряжении наступает пробой. Интенсивность излучения сила света Грубо говоря, это характеристика, определяющая яркость свечения светодиода при заданном тестовом токе обычно 20 мА.

Обозначается — Iv, а измеряется в микроканделах mcd. Чем ярче светодиод, тем выше значение Iv. Научное определение силы света есть в википедии. Также представляет интерес график зависимости относительной интенсивности излучения светодиода от прямого тока. У некоторых светодиодов, например, при увеличении тока интенсивность излучения растет все меньше и меньше.

На рисунке приведено несколько примеров. Спектральная характеристика Она определяет в каком диапазоне длин волн излучает светодиод, грубо говоря цвет излучения.

Обычно приводится пиковой значение длины волны и график зависимости интенсивности излучения светодиода от длины волны. Я редко смотрю на эти данные. Знаю, например, что светодиод красный и мне этого достаточно.

Климатические характеристики Они определяют диапазон рабочих температур светодиода и зависимости параметров светодиода прямого тока и интенсивности излучения от температуры.

Если светодиод планируется использовать при высоких или низких температурах, стоит обратить внимание и на эти характеристики. Материал статьи рассчитан на начинающих электронщиков, а потому я намеренно не касаюсь физики работы светодиода.

Осознание того, что светодиод излучает фотоны в результате рекомбинации носителей заряда в области p-n перехода, не несет никакой полезной информации для практического использования светодиодов.

Да и не только для использования, но и для понимания в принципе. Однако, если вам хочется покопаться в этой теме, то даю направление, куда рыть — Пасынков В. В, Чиркин Л. С «Физика полупроводниковых приборов». О подключении светодиодов в следующем материале Поделился статьей — получил светодиодный луч добра!

Введение Светодиод Light Emitting Diode, LED — это полупроводниковый диод, способный излучать свет, когда к нему приложено напряжение в прямом направлении. Обозначение светодиода на схеме На электрических схемах светодиод обозначается символом диода с двумя стрелками.

Выводы и маркировка светодиода Стандартный одноцветный светодиод имеет два вывода — это анод и катод. Напряжение светодиода Светодиод испускает свет, если к нему приложить напряжение в прямом направлении: к аноду — плюс, а к катоду — минус. Вольт-амперная характеристика светодиода Вольт-амперная характеристика светодиода показывает взаимосвязь между приложенным напряжением и током светодиода.

Остальные характеристики светодиода Какие еще характеристики светодиода представляют интерес с точки зрения практического использования? Как работает светодиод? Tagged under светодиод компоненты. Импеданс и ESR.

Параметры тока для подключения светодиода: как определить и рассчитать правильные

Светодиоды круглые 5 мм — полупроводниковые источники света с рабочим напряжением от 1,9В до 3,4В и силой тока в 20мА. Светодиоды представлены несколькими вариантами цветового свечения : красный, зелёный, синий, оранжевый, жёлтый, холодный или тёплый белый. Некоторые серии светодиодов предоставляют возможность индикации несколькими цветами : двумя, тремя или четырьмя, например, красный, зелёный, синий или жёлтый. Изготавливаются в пластмассовом корпусе с оптически прозрачным или диффузно-рассеивающим окрашенным компаундом. Вывода однонаправленные радиальные, гибкие, проволочного типа. Анодный вывод немного длиннее, иногда утолщенный, а катодный вывод может маркироваться небольшим срезом корпуса.

Производим расчет: 3 светодиода на 3 вольта = 9 вольт, то есть 15 вольтового источника достаточно для последовательного включения светодиодов.

Выводы и маркировка светодиода

Простая схема для проверки рабочего напряжения LED приборов. Как и у любого диода, у светодиода есть некоторая барьерная точка, до которой сопротивление диода велико. Но, после достижения напряжением этой точки диод и светодиод открывается, — диод проявляет свои свойства односторонней проводимости, а светодиод начинает светиться. Дальнейшее повышение напряжения приводит только к резкому снижению сопротивления диода. Напряжение на нем повышается несильно, но ток возрастает стремительно. Фактически, светодиод стремится стабилизировать напряжение источника на уровне своего барьерного напряжения. При напряжении источника 4,5V и напряжении падения на светодиоде 1,5V идет борьба за 3V. Ток через него превышает допустимое значение, и он перегорает. Именно поэтому, в схемах на светодиодах всегда последовательно светодиоду включен токоограничительный резистор.

Как определить на сколько вольт светодиод?

Существует множество светодиодов различных форм, размеров, мощностей. Однако любой светодиод — это всегда полупроводниковый прибор , в основе которого — прохождение тока через p-n-переход в прямом направлении, вызывающее оптическое излучение видимый свет. Принципиально все светодиоды характеризуются рядом конкретных технических характеристик, электрических и световых, о которых мы и поговорим далее. Данные характеристики вы сможете найти в даташите в технической документации на светодиод. Электрические характеристики — это: прямой ток, прямое падение напряжения, максимальное обратное напряжение, максимальная рассеиваемая мощность, вольт-амперная характеристика.

Излучаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра.

Что такое диодное освещение: характеристики светодиодов и области их применения

Давно прошли те времена, когда светодиоды применялись исключительно в качестве световых индикаторов. Сегодня это достойная альтернатива привычным в быту и промышленных условиях лампам накаливания. Благодаря расширяющемуся спектру применения LED-приборов открывается безграничный простор в сфере наполнения искусственным светом улиц и помещений. В основе работы LED-приборов лежит процесс пропускания фотонов через полупроводниковый кристаллик. Именно от применяемого материала зависит цвет возникающего свечения.

Светодиоды какой вольтаж. Блог › Светодиоды

Странный подход к статье на Хабре — приводить сокращения IC, RC их не расшифровывая, ни слова про источник тока и суть линейника. Желательно бы явно предложить методику классификации по типу драйвера «домашними» средствами она следует из статьи, чётко не сформулирована.

Войдите , пожалуйста. Хабр Geektimes Тостер Мой круг Фрилансим. Мегапосты: Криминальный квест HR-истории Путешествия гика. Войти Регистрация. Очень важный параметр светодиодных ламп, о котором мало кто знает Блог компании LampTest , Гаджеты , Энергия и элементы питания На упаковках светодиодных ламп можно найти множество параметров: мощность, световой поток, эквивалент мощности, индекс цветопередачи.

Характеристики светодиодов, принцип работы, устройство световых диодов, классификация. Расшифровка кода маркировки светодиодной ленты.

В предыдущих статьях были описаны различные вопросы подключения светодиодов. Но в одной статье всего не написать, поэтому придется эту тему продолжить. Здесь речь пойдет о различных способах включения светодиодов.

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Квадрокоптер летит токо в верх модель YH 1 ставка. Не взлетает квадрокоптер 1 ставка.

Постоянные читатели часто интересуются, как правильно сделать питание для светодиодов, чтобы срок службы был максимален. Частенько приходится рассказывать как рассчитать блок питания для светодиодов, какой лучше купить или сделать своими руками.

В связи с глобальным развитием технологий широкое применение в электронике получили светодиоды. Они обладают множеством особенностей, из которых можно выделить компактность и яркое свечение. Помимо номинального тока, который является их главным параметром, нужно знать рабочее напряжение светодиодов. Этот параметр часто используют для проведения расчетов. Если правильно подобрать параметры устройства, можно продлить срок его службы.

Оно является справочным параметром и вместе с другими характеристиками указывается в паспорте к полупроводниковому прибору. Так как узнать падение напряжения на светодиоде? Прекрасной подсказкой в этом случае является цвет свечения, внешняя форма и размеры полупроводникового прибора. Если корпус светодиода выполнен из прозрачного компаунда, то цвет его остаётся загадкой, разгадать которую поможет мультиметр.

Какое питание у светодиодных светильников

Любой электрический прибор должен иметь источник питания: аккумулятор, батарейку или электрическую сеть. К электросети, от которой происходит питание светодиодов, предъявляются высокие требования. Вот тут и возникает проблема. В наших электросетях переменное напряжение в 220 вольт. Светодиодным лампам требуется прямое напряжение, указанное в его характеристиках. Его значение зависит от конструкции и цвета светодиода и составляет от 1 до 2,2 В. Номинальные показатели тока варьируют от 5 до 20 А. Подключение напрямую с возможными перепадами напряжения приведет к нестабильной работе и уменьшению срока службы изделия. Что же делать, чтобы этого избежать? Приобрести блок питания, его еще называют драйвером для светодиодов. Разберемся, как он работает и как выбрать устройство.

Особенности питания светодиодных светильников

Срок службы светодиодов зависит от качества кристалла, значения рабочего тока, условия эксплуатации. Обычно они работают от тока, максимальное значение которого не превышает 2 А. Однако установленные характеристики требуют оптимальное значение в 0,35 А. Стремление иметь предельный световой поток приводит к увеличению тока. Из-за этого возникает риск перегрева кристалла. Поэтому для светодиодных светильников не рекомендуется использовать в качестве источника питания обычную электросеть без адаптера.

Какие проблемы появляются при подключении прибора к сети напрямую:

• Светодиод будет иметь плавающую рабочую точку, из-за отрицательной зависимости снижения напряжения от температуры кристалла.
• Чтобы выровнять ток, понадобится, по меньшей мере, добавить в схемы питания светодиодов дополнительный резистор. Помимо стабилизации тока, он будет рассеивать мощность.
• Ко всему прочему свою лепту внесет нестабильность выходных данных источника.

Всё это приведет к существенному сокращению эксплуатационного срока, особенно при работе на предельных значениях тока.

Блоки питания для светодиодных светильников

Решить возникающие проблемы поможет использование высокочастотных преобразователей. Они включены в конструкцию блоков питания для светодиодов. От характеристик таких устройств зависит продолжительность эксплуатации и качество освещения подключенных к нему ламп. Особенно важно включать БП в схемы питания мощных светодиодов. Это связано с необходимостью стабилизации электропитания. Подаваемое на прибор напряжение на выходе преобразовывается в стабильный ток. Разбираться в устройстве оборудования нам не к чему. Важнее узнать, какие виды можно встретить в продаже.

С учетом способа расположения, блок питания бывает внутренним или внешним. Первые находятся в корпусе самого прибора. Внешний БП может входить в комплект к изделию или же потребуется его приобрести самостоятельно. При использовании нескольких осветительных приборов можно сэкономить, установив один блок на все.

В случае отключения электричества возможно аварийное питание светодиодных светильников посредством специального устройства БАП. Когда в сети пропадает напряжение, прибор работает от аккумулятора на протяжении 1-3 часов. Всё это происходит в автоматическом режиме, в том числе подзарядка. Такие изделия могут дополнительно обеспечиваться индикатором заряда аккумулятора.

Как выбрать блок питания

Прежде чем покупать блок питания для светодиодных светильников, желательно составить схему включения. На ней нужно указать все приборы и необходимые параметры. Не можете сделать это самостоятельно, обратитесь к специалисту.

Выбирая изделие, обращают внимание на следующие показатели:

• Потребляемая мощность. При этом учитываются все светильники, подключаемые к устройству.
• Напряжение питания светодиодного светильника. Диапазон, в пределах которого изделие способно оптимально функционировать без потери яркости, указывается в характеристиках. К примеру, 176-264 В или 150-250 В.
• Герметичность. Этот показатель зависит от места установки прибора. Более защищенные изделия используются во влажных и пыльных помещениях.

Определяясь с мощностью, нужно добавить не менее 20% «про запас». Зачем это нужно, спросите вы? А затем, что эффективная мощность имеет тенденцию к снижению при колебании окружающей температуры. Причем происходить это может как при ее существенном снижении, так и при повышении.

Итак, подведем итог. Кроме случаев, когда используется автономное питание светодиодного светильника, потребуется блок питания. Устройство позволяет улучшить эффективность и продлить срок службы светодиодных приборов. Надеемся, что статья оказалась для Вас полезной и Вы правильно настроите световые приборы в вашем доме.

Руководство по проектированию светодиодных схем и основам работы со светодиодами

Скачать PDF

Abstract

В течение многих лет светодиоды (LED) были популярным выбором для использования в индикаторах 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 рисунке 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 -V _{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 В 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, производятся с комбинацией 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 (рис. 3), поскольку цветовая разница очень мала. 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.

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

Таким образом, стоимость электроэнергии для эксплуатации 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 даже работать непосредственно с литий-ионными или тройными никель-металлгидридными элементами, если приложение допускает снижение интенсивности света по мере разряда элементов батареи.

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.

Хитрость используется для изготовления белых светодиодов. 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 (рис. 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 описаниях белых светодиодов часто указывается изменение этих цветовых координат при увеличении прямого тока (рис. 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 технологии 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 вместе. Необходимо предпринять специальные шаги, чтобы убедиться, что их интенсивность и цвет совпадают, даже если заряд батареи и другие условия различаются.

На рис. 7 показаны кривые вольтамперной характеристики для группы случайно выбранных белых светодиодов. Подача напряжения 3,3 В на эти светодиоды (верхняя пунктирная линия) создает 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.

Литий-ионный аккумулятор при полной зарядке 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.)

Зарядный 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 трех светодиодов, показанной на рис. 8, зарядовая подкачка 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 в себе насос заряда 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, который форсируется 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.

Диммирование 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 9.0012 КОМПЛЕКТ 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 (рис. 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 затемнением светодиодов путем одновременного изменения их прямых токов.

Функция затемнения, при которой координаты цветности не перемещаются, 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. Тот же прямой ток, который управляется через вход CTRL (например) цифро-аналоговым преобразователем.

MAX1848 может реализовать функцию диммирования в соответствии с любым из методов, описанных выше. 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.

Резюме

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, 2 ^{-е издание} , 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: MAX1912.

Прямые напряжения различных светодиодов

Опубликовано 02 мая 2019 г.

Светодиоды (светоизлучающие диоды) имеют массу преимуществ перед другими типами освещения. Они ударопрочные и довольно жесткие. Они очень эффективны по сравнению с другими технологиями освещения.

Прямое напряжение

Одной из характеристик, на которую следует обратить внимание при планировании использования светодиода, является прямое напряжение (V _F ). V _F — это напряжение, потребляемое светодиодом или падающее при протекании тока в соответствующем направлении вперед. Номинальное прямое напряжение должно быть соблюдено, чтобы зажечь светодиод, и это номинальное значение зависит от цвета светодиода. Причина этого в том, что для получения разных цветов в полупроводниковой части светодиода используются разные материалы.

Сверхяркий красный светодиод Kingbright (APT2012SRCPRV)

Цвета и материалы светодиодов

Способность генерировать разные цвета — это характеристика, которую мы учитываем при использовании светодиода, поскольку ее можно использовать для индикации состояния цепи. Иногда мы используем зеленые светодиоды, чтобы указать, что цепь находится в хорошем состоянии, или красные светодиоды, чтобы указать на наличие проблемы. Светодиоды могут быть красными, оранжевыми, желтыми, зелеными, синими, белыми или фиолетовыми, и этот цвет определяется используемыми в них полупроводниковыми материалами. Если у вас есть светодиод RGB, в котором красный, зеленый и синий светодиоды расположены очень близко друг к другу, вы даже можете получить практически любой цвет в спектре.

Красный, зеленый и синий светодиоды

Способ определения цвета отдельных светодиодов определяется энергией, которую электрон теряет, когда электрон перемещается с одной стороны светодиода на другую. Количество энергии, которую электрон излучает в виде света, определяется материалами светодиода. Генерируемый фотон будет иметь характеристическую длину волны, и производители выбирают материалы для получения желаемых цветов. Ознакомьтесь с этой таблицей с диапазоном цветов и их длин волн, материалов и светодиода V 9.0012 F , это также находится в разделе ссылок здесь, на CircuitBread.com. Цвет светодиода

и прямое напряжение в зависимости от материала

Быстрый способ проверить светодиоды, чтобы узнать V _F и цвет (если это еще не очевидно), — это использовать цифровой мультиметр (DMM), который всегда должен быть под рукой. Большинство цифровых мультиметров могут управлять большинством светодиодов, однако есть некоторые цифровые мультиметры, которые не обеспечивают напряжение или ток, необходимые для освещения светодиода. Еще одна причина, по которой тест может не сработать, заключается в том, что для вашего светодиода требуется большой ток (по сравнению со стандартными светодиодами) или падение напряжения больше, чем может обеспечить цифровой мультиметр.