Tpo-gefest.ru

ТПО Гефест
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ток светодиода. Как определить ток светодиода

Ток светодиода. 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.

  • — тестер (мультиметр);

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 измерить ток

Для того, чтобы уметь правильно измерить силу тока, не обязательно быть профессиональным электриком, но необходимо иметь некоторые познания в электротехнике.

Читайте так же:
Декор для выключателя света

Что же такое сила тока? Сила тока – физическая величина, которая равна отношению количества заряда, который проходит через определенную поверхность за некоторое время, к величине этого промежутка времени. Данная величина измеряется в Амперах и обозначается буквой «А». Хоть определение силы тока и звучит достаточно мудрено, но в этой физической величине нет ничего сложного.

Применение токоизмерительных клещей

Но как измерить амперы? Чтобы провести измерения силы тока необходимо иметь определенный инструмент или оборудование для этого. Обычно измерения в цепи постоянного напряжения проводят мультиметром или тестером, а в сетях переменного напряжения токоизмерительными клещами или амперметром.

Измерение тока автомобильного аккумулятора

Постоянный ток

Как уже было сказано выше, измерения силы тока в цепях постоянного напряжения удобнее всего проводить мультиметром. Для того, чтобы осуществить измерение необходимо взять мультиметр и настроить его для работы с силой тока.

Для этого переключатель режимов перемещается в положение DCA (измерение постоянного тока), а красный и черный штекеры щупов мультиметра подключаются к гнездам с обозначением «10А» и «COM», а другие концы подключаются в разрыв цепи (то есть красный подключается к положительной полярности, а черный к отрицательной).

Разные пределы измерения силы тока, для предела 10А выделено отдельное гнездо и отдельный предел измерения

На современных китайских мультиметрах есть два гнезда для измерения силы тока. Одно из них подписано mA. Оно защищено предохранителем и предназначено для измерения малых токов, зачастую не более 200 мА. А второе гнездо подписывается либо просто «А», либо «10А». Оно не защищено предохранителем и предназначено для измерения тока большой величины. При этом время измерения обычно ограничивается периодом в 10-20 секунд.

Измерения производят с максимального значения, постепенно уменьшая для получения на экране необходимой размерности значения. Важно понимать примерную мощность электрической сети, в которой проводятся измерения, и выбирать прибор в соответствии с этим. Если прибор не рассчитан на такую величину, то он может выйти из строя или произойдет короткое замыкание.

В быту измерения силы тока постоянного напряжения проводят, например, у светодиода на светодиодной ленте или на плате телевизора (или другой техники) при его ремонте, а также в других случаях.

Измерение постоянного тока мультиметром

Многие думают, что для измерений силы тока нужно покупать дорогой мультиметр. Но тут надо понимать, для каких целей и задач будет использоваться прибор. Если работу выполняет профессиональный электрик, то приобретается более точный и дорогой инструмент, а домашние измерения можно производить и китайским мультиметром.

Переменный ток

Измерение силы тока в цепи переменного тока сложнее, чем для постоянного. Для этого применяют такие приборы, как амперметр или токоизмерительные клещи. Использование токоизмерительных клещей – самый удобный и безопасный способ, но он подходит только при открытой прокладке проводки или кабеля. Такой способ позволяет измерить ток без разрыва цепи, что существенно безопаснее и быстрее.

Читайте так же:
Как снять светодиод с выключателя

Измерение токоизмерительными клещами фазного тока в трёхфазной цепи

Измерение производится путем помещения проводника под напряжением в разъёмный магнитопровод со вторичной обмоткой (конструкция почти аналогична трансформатору тока). Благодаря явлению электромагнитной индукции можно измерить вторичный ток в обмотке, а после этого прибор рассчитывает первичный в измеряемой цепи. При измерении токоизмерительными клещами проводник заводится в раствор клещей и на дисплее прибора отображается сила тока в цепи переменного напряжения.

Чтобы применять амперметр для измерений силы тока нужно обладать определенными навыками и знать, как следует включить в цепь амперметр чтобы измерить силу тока.

Амперметр, как и мультиметр включается в разрыв цепи. При этом важно понимать, что переменный ток наиболее опасен, поэтому требует серьезного отношения к электробезопасности. При включении амперметра в цепь, подачи напряжения и подключения нагрузки на дисплее или табло амперметра будет указана сила тока в цепи.

Подключение амперметра и вольтметра в цепь

Как узнать падение напряжения на светодиоде

Падение напряжения на светодиоде — это одна из его важных характеристик. С помощью падения напряжения можно узнать, на сколько вольт уменьшится напряжение во время прохождения через один светодиод, если соединение было последовательным. К примеру, если падение напряжения на светодиоде 2,3 вольта, а напряжение питания 24 вольт, то после первой лампочки остальным останется 24—2,3=21,7 вольт. После прохождения второго светодиода значение станет еще меньше: 21,7—2,3=19,4 вольт.

Подсчеты можно проводить до тех пор, пока полученное значение не будет меньше падения напряжения, то есть на следующий диод его уже не хватит. После проведения нехитрых подсчетов можно прийти к выводу, что запитать при таких условиях можно только 10 светодиодов, а 11-й сиротливо останется в сторонке. Если в ленте их больше, то на остальных уже не хватит. Падение напряжения можно измерить двумя способами: практическим и теоретическим.

Теоретический метод

Для теоретического метода определения падения напряжения в светодиоде необходимы таблицы. Изменения этой характеристики напрямую связаны с его цветом. Для изготовления светодиодов разных цветов используются разные полупроводниковые материалы. Здесь производители во мнении не сходятся, а единого стандарта нет, поэтому каждый делает из того, из чего считает нужным. Падение напряжения во многом определяется химическим составом полупроводника. Точных значений для светодиодов одного цвета нет, но существует определенный диапазон, в котором они варьируются. К примеру, для синих и белых 3—3,6 В, для красных 1,8—2В, для жёлтых и зелёных 2—2,4В. Эти данные можно посмотреть по даташиту.

Читайте так же:
Выключатель по хлопку светодиод

У белых светодиодов показатель самый высокий, а в хвосте списке расположились красные. Хотя данные и приблизительные, этого обычно достаточно для проведения расчетов. Если светодиоды достались по наследству без документации, то можно поискать в интернете похожие, а после скачать документацию для них. Такой метод, к сожалению, совершенно ненадежен, так как под идентичными корпусами может скрываться разная начинка, соответственно и характеристики у нее будут другими.

Практический метод

В реальности проще это падение напряжения на светодиоде измерить вольтметром в схеме, чем выискивать в графиках и таблицах. Не нужно объяснять, что вольтметр должен быть включен на постоянное напряжение, если через диод течет постоянный ток, а щупы должны касаться анода и катода диода. Если возникают трудности с идентификацией, то отличить их легко. Катод короче анода, что видно невооруженным глазом.

Стабилизация с использованием измерительного резистора

Точная стабилизация выходного тока представляет проблему для большинства DC/DC-преобразователей, которые, как правило, рассчитаны на стабилизацию выходного напряжения. Чтобы измерить выходной ток, обычно необходимо создать и измерить падение напряжения на чувствительном элементе или же измерить магнитное поле, образуемое протекающим током, с помощью датчика Холла. Датчики Холла громоздки, дороги и не подходят для применения в портативных изделиях. При измерении напряжения на измерительных резисторах в системе возникают дополнительные потери, в результате чего растут тепловыделение и температура и сокращается время работы изделия от батареи.

Измерение тока через СД с помощью измерительного резистора часто выбирают из-за простоты этого подхода, поскольку через измерительный резистор протекает постоянный ток и точность измерения может быть высокой. Но измерительный резистор снижает КПД.

Рис. 1. Сравнение стабилизации тока двумя методами: с помощью измерительного резистора и с помощью полевого МОП-транзистора в силовом каскаде

Рис. 1. Сравнение стабилизации тока двумя методами:
a) с помощью измерительного резистора;
б) с помощью полевого МОП-транзистора в силовом каскаде

На рис. 1а показана типовая блок-схема светодиодного драйвера, в котором ток стабилизируется с помощью измерительного резистора. Напряжение на измерительном резисторе сравнивается с опорным напряжением VREF компаратором на операционном усилителе (ОУ). ОУ управляет силовым каскадом, который преобразует входное напряжение VIN в выходной ток IOUT.

РАСЧЕТ МОЩНОСТИ СВЕТОДИОДНОЙ ЛЕНТЫ

LED-лента – это специальная печатная плата определенной ширины, на которой закреплены световые элементы, называемые светодиодами, и резисторы. Они располагаются в строго определенном порядке и в разном количестве на 1 м изделия. Их располагают в одну или несколько линий, что влияет на итоговую яркость ленты. В диоде может быть один или несколько кристаллов.

Читайте так же:
Контакты выключателя света уаз

Чтобы определить мощность светодиодной ленты на метр, когда производитель не указал ее на упаковке или нет паспорта изделия, потребуется тип светодиодов. Его легко узнать, исходя из размеров, которые можно измерить обычной рулеткой. Уже по габаритам легко узнать, какие светодиоды использовались при производстве. Если светодиод имеет размеры 3,5х2,8 мм, то это SMD 3528. Отсюда понятно, что длина и ширина указываются в миллиметрах прямо в маркировке, только без запятых.

Также существуют светодиоды:

  • SMD 2835,
  • SMD 3020,
  • SMD 5050,
  • SMD 5060,
  • SMD 5630,
  • SMD 5730.

Далее необходимо воспользоваться таблицей с соответствием размеров светодиода номинальному току, на который он рассчитан.

Используя значение тока, можно рассчитать мощность по следующей формуле:

где U – напряжение LED-ленты, I – ток, N – число светодиодов на 1 м, K – количество соединенных друг за другом SMD. В лентах на 12 В это обычно 3 светодиода, а на 24 В – по 6. Количество элементов на метр в большинстве случаев составляет 30 или 60, но также существуют более яркие ленты с числом диодов 120, 180, и 240 шт. на 1 м. От их числа будет зависеть итоговое значение мощности. Еще она пропорциональна длине всей LED-ленты.

Рассмотрим на примере, как узнать мощность светодиодной ленты 12 В со светодиодами размерами 2,8х3,5 мм, которые расположены в количестве 30 шт. на 1 м:

  • Размеры 2,8х3,5 мм указывают на то, что лента SMD 2835.
  • Для диодов SMD 2835 характерен номинальный ток 0,06 А.
  • Остается рассчитать P = 12 · 0,06 · 30/3 = 7,2 Вт.

В случае с диодами SMD 5050 важно учитывать, что они состоят из трех кристаллов, поэтому общая мощность определяется как сумма мощностей каждого из них. То есть для одного кристалла свойственно P = U · I = 12 · 0,02 = 0,24 Вт, а для светодиода из трех кристаллов P = 0,24 · 3 = 0,72 Вт.

Вместо 12 В в формуле может быть другое напряжение LED-ленты, а 0,02 в формуле означает номинальный ток в А, на который рассчитаны кристаллы. Из таких светодиодов получается полноценное освещение с достаточной яркостью, поскольку они в 3 раза мощнее, чем те же SMD 3528. На светодиодных лентах сегодня в основном встречаются диоды SMD 3528 и 5050.

Как отличить СМД 2835 от 3528

Существует еще один тип светодиодов, которые нередко путают с 2835, – это smd 3528. Мало того, что вводят в заблуждение цифры, так обе модели имеют одинаковые размеры. Тем не менее это абсолютно разные приборы, причем светодиоды 3528 имеют гораздо более скромные характеристики:

  1. Мощность – 0.06 Вт.
  2. Световой поток – 6 лм.
  3. Угол излучения – 100 градусов.
Читайте так же:
Как отключать свет двумя выключателями

Таким образом, если ты спутаешь эти приборы, то у тебя на руках окажется, к примеру, лента или лампа с удельной мощностью 3.6 Вт/м вместо ожидаемых 14.4 и со световым потоком в 360 лм/м вместо 1200.

Как же отличить один тип светодиодов от другого? Сделать это несложно, поскольку конструктивные особенности каждого из них видно даже невооруженным глазом:

smd 3528 и smd 2835

Внешний вид светодиодов smd 3528 и smd 2835

Во-первых, кристалл у smd 2835 покрыт компаундом на всей площади корпуса, а у модели 3528 покрытие занимает лишь небольшой круглый пятачок. Кстати, именно из-за такого маленького пятачка угол рассеивания последнего сужен до 100 градусов.

Во-вторых, поскольку smd 2835 имеет минимум вчетверо большую мощность, он сильнее нагревается, а значит, требует более эффективного отвода тепла. А роль теплоотвода, как я уже говорил, исполняют выводы прибора – они у этого типа светодиодов намного больше.

Вот мы и разобрались со светодиодами и светодиодными лентами smd 2835. Теперь ты знаешь, где они используются, какими характеристиками обладают и чем отличаются от изделий похожих типов.

Проверка светодиодного моста

Проверка диодного моста
Диодный мост – сборка из 4-х элементов. Они соединяются, так, чтобы переменное напряжение АС подавалось на два из 4-х выводов, переходило в постоянное напряжение DC и снималось с 2-х других выводов. Стабилитроны выравнивают напряжение в узком диапазоне.

Прозвонить светодиод-мост можно так:

  1. Найти, на какой вывод подключать мультиметр, сделав условную нумерацию.
  2. Прозвонить первый диод, подкинув щупы на выводы 1 и 2.
  3. Протестировать второй светодиод путем подключения щупов на выводы 2 и 3.
  4. Замерить параметры третьего диода, подключив зонды к выводам 1 и 4.
  5. Определить исправность четвертого элемента, подкинув щупы на выводы 4 и 3.
  6. Посмотреть показания на табло.

Стабильность напряжения проверяется в режиме максимального диапазона – 220 В. Его увеличивают постепенно и прекращают подавать до момента протекания тока через схему.

Черный щуп понадобится подкинуть на анод, красный – на катод, а затем подключить анод к резистору токоограничения, а катод – к источнику питания.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector