Tension LED en détail - comment connaître le courant de fonctionnement
Souvent, les LED tombent entre les mains d'un réparateur ou d'un radioamateur sans l'application d'une documentation technique. Pour une utilisation correcte des dispositifs à semi-conducteurs, il est nécessaire de connaître leurs caractéristiques, sinon la défaillance précoce de l'élément électroluminescent est inévitable. Bien que le paramètre de contrôle d'une LED soit le courant, il est important de connaître la tension de fonctionnement - si elle est dépassée, la durée de vie de la jonction p-n sera courte.
Comment savoir quelle LED est dans la lampe
L'option la plus simple est si la lampe est entièrement fonctionnelle. Dans ce cas, il vous suffit de mesurer la chute de tension sur l'un des éléments. Si, lors de la mise sous tension, un ou plusieurs éléments ne brillent pas (ou tous), vous devez passer dans l'autre sens.
Si la lampe est construite selon le schéma avec un pilote, la tension de sortie est indiquée sur le pilote sous la forme de limites supérieure et inférieure. Cela est dû au fait que le pilote stabilise le courant. Pour ce faire, il doit modifier la tension dans certaines limites.La tension réelle devra être mesurée avec un multimètre et assurez-vous qu'elle est normale. Ensuite, visuellement (le long des pistes de la carte de circuit imprimé), déterminez le nombre de chaînes parallèles de LED dans la matrice et le nombre d'éléments dans la chaîne. Tension Conducteurs doit être divisé par le nombre d'éléments connectés en série. Si la tension sur le pilote n'est pas indiquée, elle ne peut être mesurée qu'en fait.
Si le luminaire est construit selon le circuit avec une résistance de ballast et que sa résistance est connue (ou peut être mesurée), la tension de la LED peut être déterminée par calcul. Pour ce faire, vous devez connaître le courant de fonctionnement. Dans ce cas, vous devez calculer :
- chute de tension aux bornes de la résistance - Uresistor \u003d Irab * Rresistor;
- chute de tension sur la chaîne LED – Uled=Usupply – Uresistor ;
- divisez Uled par le nombre d'appareils dans la chaîne.
Si Iwork est inconnu, il peut être pris égal à 20-25 mA (un circuit avec une résistance est utilisé pour les lampes à faible puissance). La précision sera acceptable à des fins pratiques.
Combien de volts est la tension directe de la LED
Si vous étudiez la caractéristique courant-tension standard de la LED, vous pouvez remarquer plusieurs points caractéristiques sur celle-ci :
- Au point 1 p-n, la transition commence à s'ouvrir. Le courant le traverse et la LED commence à s'allumer.
- Lorsque la tension augmente, le courant atteint la valeur de fonctionnement (dans ce cas 20 mA), et au point 2 la tension fonctionne pour cette LED, la luminosité de la lueur devient optimale.
- Avec une nouvelle augmentation de la tension, le courant augmente et atteint au point 3 sa valeur maximale autorisée. Après cela, il échoue rapidement et la courbe CVC n'augmente que théoriquement (zone en pointillés).
Il convient de noter qu'après la fin de l'inflexion et l'atteinte de la section linéaire, la caractéristique I–V a une grande pente, ce qui entraîne deux conséquences :
- lorsque le courant augmente (par exemple, si le pilote fonctionne mal ou s'il n'y a pas de résistance de ballast), la tension augmente légèrement, on peut donc parler d'une chute de tension constante aux bornes de la jonction p-n, quel que soit le courant de fonctionnement (effet de stabilisation) ;
- Avec une petite augmentation de tension, le courant augmente rapidement.
Par conséquent, il est impossible d'augmenter de manière significative la tension sur l'élément par rapport à celle qui fonctionne.
Combien de volts sont les LED
Les paramètres des LED dépendent principalement du matériau à partir duquel la jonction p-n est fabriquée, bien que certaines des caractéristiques dépendent toujours de la conception. Les valeurs typiques de la tension de fonctionnement et la couleur de la lueur pour les éléments de faible puissance à un courant de 20 mA sont résumées dans le tableau :
| Matériel | Couleur éclatante | Plage de tension directe, V |
|---|---|---|
| GaAs, GaAlAs | Infrarouge | 1,1 – 1,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Rouge | 1,5 – 2,6 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Orange | 1,7 – 2,8 |
| GaAsP, GaP, AlInGaP | Jaune | 1,7 – 2,5 |
| GaP, InGaN | Vert | 1,7 – 4 |
| ZnSe, InGaN | Bleu | 3,2 – 4,5 |
| Phosphore | Blanc | 2,7 – 4,3 |
Les LED d'éclairage puissantes fonctionnent à des courants élevés. Ainsi, le cristal de la populaire LED 5730 est conçu pour un fonctionnement à long terme à un courant de 150 mA.Mais en raison du CVC raide qui stabilise la chute de tension, son Uwork est d'environ 3,2 V, ce qui correspond à la valeur indiquée dans le tableau.
Comment déterminer la tension
La méthode la plus évidente pour déterminer la tension d'un dispositif semi-conducteur consiste à utiliser une alimentation régulée. Si l'alimentation est régulée à partir de zéro et qu'en même temps le contrôle du courant est possible (et encore mieux - sa limitation), alors rien d'autre n'est nécessaire.
Nécessaire connecter le voyant à la source, en observant strictement polarité. Ensuite, vous devez augmenter la tension en douceur (jusqu'à 3..3.5 V). À une certaine tension, la LED clignotera pleinement. Ce niveau correspondra approximativement au courant de fonctionnement, qui peut être lu sur un ampèremètre. Si l'appareil n'a pas d'ampèremètre intégré, il est fortement souhaitable de contrôler le courant à l'aide d'un appareil externe.
Cette méthode est applicable aux appareils dans le domaine optique. La lueur des LED UV et IR n'est pas visible pour la vision humaine, mais dans ce dernier cas, vous pouvez regarder la LED s'allumer via la caméra du smartphone. De cette manière, l'apparition du rayonnement infrarouge peut être suivie.
Important! Lorsque la tension monte, ne dépassez pas la limite de 3..3.5 V ! Si la LED ne s'allume pas dans ces conditions, l'appareil peut être connecté en polarité inversée. Il peut échouer en raison du dépassement de la limite de tension inverse.
S'il n'y a pas de source régulée, vous pouvez prendre une alimentation classique avec une sortie fixe, qui est évidemment supérieure à la tension LED attendue. Ou même une pile 9 V, mais dans ce cas il ne sera possible de vérifier qu'une LED de faible puissance.Une résistance doit être soudée en série à l'élément électroluminescent afin que le courant dans le circuit ne dépasse pas la limite supérieure. Si l'on suppose que la LED est de faible puissance et fonctionne à un courant ne dépassant pas 20 mA, alors pour une source avec une tension de sortie de 12 V, la résistance doit être d'environ 500 ohms. Si vous utilisez un luminaire puissant (par exemple, taille 5730) avec un courant de 150 mA (la batterie ne fournira pas toujours un tel courant), la résistance doit être d'environ 10 ohms. Il est nécessaire de connecter le circuit à une source de tension constante, de s'assurer que la LED s'allume et de mesurer la chute de tension à ses bornes.
Il existe d'autres moyens de savoir combien volt calculé LED.
multimètre
Avec certains multimètres, la tension appliquée aux bornes en mode test de diode est suffisamment élevée pour allumer la LED. Un tel dispositif de mesure peut être utilisé pour déterminer la tension de fonctionnement de la LED, tout en vérifiant simultanément le brochage de l'élément semi-conducteur. Si la jonction p-n est correctement connectée, la jonction commencera à briller et le testeur montrera une certaine résistance (selon le type de LED). Le problème avec cette méthode est qu'un deuxième multimètre est nécessaire pour mesurer la valeur de travail U réelle au niveau des broches LED. Et un autre point : il est peu probable que la tension de mesure du multimètre soit suffisante pour amener la LED au point de fonctionnement actuel. Visuellement, cela se remarque par la lueur insuffisamment lumineuse, et pour les mesures, cela signifie que la LED n'a pas atteint la partie linéaire du CVC et que la valeur réelle de la tension de fonctionnement sera plus élevée.
Par apparence
La tension de fonctionnement peut être estimée approximativement par l'apparence et la couleur de la lueur de la LED (parfois, la couleur peut être déterminée même sans alimenter l'appareil). Pour ce faire, vous pouvez utiliser le tableau ci-dessus. Mais il est impossible de déterminer sans ambiguïté la tension par la couleur de la lueur de la LED. Souvent, les fabricants teintent le composé de sorte que la couleur du rayonnement de la jonction p-n se forme avec la couleur de la lentille et qu'une nouvelle teinte soit obtenue. De plus, même au sein d'une même couleur, il existe une répartition des paramètres (voir tableau) pour les LED de différents types. Ainsi, pour une LED blanche, la différence de tension peut atteindre plus de 50 %.
Comment savoir pour quel courant une LED est conçue
Tout ce qui précède s'applique aux LED ordinaires qui fonctionnent sans éléments intégrés supplémentaires. Les technologies existantes vous permettent d'intégrer des composants supplémentaires dans le boîtier de l'appareil. Par exemple, les résistances d'extinction. C'est ainsi que les LED sont obtenues pour une tension plus élevée - 5,12 ou 220 V. Il est presque impossible de déterminer visuellement la tension d'allumage de tels appareils.. Par conséquent, il n'y a qu'un seul moyen.
Si les méthodes précédentes n'ont pas fonctionné et que vous êtes sûr que la LED fonctionne, vous devez essayer de lui appliquer une tension accrue. Tout d'abord, 5 V, puis augmentez la tension à 12 V, s'il n'y a pas de résultat, vous pouvez essayer d'augmenter encore, jusqu'à 220V. Mais il vaut mieux ne pas expérimenter jusqu'à de telles valeurs - cette tension est dangereuse pour l'homme. De plus, en cas d'erreur, vous pouvez obtenir la destruction du boîtier LED. Dans ce cas, un petit claquement, la fonte de l'isolant du fil, un incendie, etc. peuvent se produire.À l'heure actuelle, la technologie a beaucoup avancé et la LED n'est pas si chère qu'elle risque de mettre en danger l'équipement et la santé.
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