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发光二极管电流和电压的关系 浅谈发光二极管压降计算

2018年08月27日 08:44 作者:工程师谭军 用户评论(0

本文主要是关于发光二极管的相关介绍,并着重对发光二极管的工作电流与电压的关系进行了详尽的描述。

发光二极管

发光二极管简称为LED。由含镓(Ga)、砷(As)、磷(P)、氮(N)等的化合物制成。

当电子与空穴复合时能辐射出可见光,因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯,或者组成文字或数字显示。砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光,氮化镓二极管发蓝光。因化学性质又分有机发光二极管OLED和无机发光二极管LED。

发光二极管电流和电压的关系 浅谈发光二极管压降计算

特点

电压

LED使用低压电源,供电电压在直流3-24V之间,根据产品不同而异,也有少数DC36V、DC40V等,所以它是一个比使用高压电源更安全的电源,特别适用于公共场所。

效能

消耗能量较同光效的白炽灯减少80%左右,较节能灯减少40%左右。

适用性

体积很小,每个单元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制备成各种形状的器件,并且适合于易变的环境

稳定性

10万小时,光衰为初始的50%

响应时间

其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒级

环境污染

不含有害金属汞等

颜色

发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和禁带宽度,实现红黄绿蓝橙多色发光。红光管工作电压较小,颜色不同的红、橙、黄、绿、蓝的发光二极管的工作电压依次升高。

价格

LED的价格越来越平民化,因LED省电的特性,也许不久的将来,人们都会把白炽灯换成LED灯。我国部分城市公路、学校、厂区等场所已换装完LED路灯、节能灯等。

发光二极管电流和电压的关系

  发光二极管的反向击穿电压约5伏。它的正向伏安特性曲线很陡,使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。限流电阻R可用下式计算:

  R=(E-UF)/IF

  式中E为电源电压,UF为LED的正向压降,IF为LED的一般工作电流。发光二极管的两根引线中较长的一根为正极,应按电源正极。有的发光二极管的两根引线一样长,但管壳上有一凸起的小舌,靠近小舌的引线是正极。

  与小白炽灯泡和氖灯相比,发光二极管的特点是:工作电压很低(有的仅一点几伏);工作电流很小(有的仅零点几毫安即可发光);抗冲击和抗震性能好,可靠性高,寿命长;通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。由于有这些特点,发光二极管在一些光电控制设备中用作光源,在许多电子设备中用作信号显示器。把它的管心做成条状,用7条条状的发光管组成7段式半导体数码管(图),每个数码管可显示0~9十个数目字。

  红色和黄色的发光二极管的工作电压是2伏的,其他颜色的工作电压都是3伏的一般的发光二极管的工作电流是20毫安,如果接在五伏的电源上,电源电压减二极管的工作电压就是分压电阻要分掉的电压,再用这个电压除以二极管工作的电流就能计算出这个电阻的阻值。比如说3伏的二极管(5-3)/0.02=100欧,2伏的二极管(5-2)/0.02=150欧,但是不是所有的发光二极管的工作电流都是20毫安,有的大一点有的小一点,实际使用的时候也可以用整流二极管来分压,一只二极管的压降是0.7伏,用3只串联分掉的电压就是2.1伏,剩下的正好是3.1伏或者用四个串联剩下2.2伏

  限流到20ma以下,红灯1.2v,绿灯1.4v(导通时)。

  正向工作电流If:它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。 一般LED发光二极管的工作电流在十几mA至几十mA,而低电流LED的工作电流在2mA以下(亮度与普通发光管相同)。

  正向工作电压VF:一般发光二极管参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在IF=20mA时测得的。 发光二极管正向工作电压VF在1.4~3V。在外界温度升高时,VF将下降。

  R≈V/I

  一般应用取I=3~5mA,则R=?。

  亮度与电流不是线性关系,电流大到一定值时,亮度变化不大。只要电流超过了最大正向电流就会烧了。特殊的主要看资料,一般的电流选定在3-20mA。

  要控制发光二极管的正向电流,就必须知道发光二极管的一个重要参数:Vf值。

  不同颜色的发光二极管有不同的Vf值,同颜色的发光二极管的Vf值也不一样,绝大部分应用中都需要进行分光和分色。

  不同种类的发光二极管的最大正向电流是不一样的。我们常用的直径5mm的发光二极管的最大正向电流一般都是25mA,实际应用中常工作在20mA。为了保证发光二极管能够可靠稳定工作,很多场合都要求采用恒流技术来进行发光二极管的驱动。

  它是半导体二极管的一种,可以把电能转化成光能;常简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成,也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后,从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子,在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合,产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同,释放出的能量越多,则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。

  浅谈发光二极管压降计算

  发光二极管压降计算方法

  压降的计算方法有很多种,而发光二极管压降计算方法也一样。至于有哪些计算发光二极管压降的方法呢?请听小编娓娓道来。首先先估算出负载电流,根据设备的功率算出电流,电流大小,和功率有关,而且和电压也有这直接的关系,直接用功率大小算出电流;而后就是电压的计算,根据发光二极管的负荷距,估算电压上的损失值,根据电流选择截面面积。而后就可以进行计算发光二极管压降了。

  发光二极管压降计算公式

  有了计算发光二极管压降的方法,当然也需要公式的套用了。首先计算的电流I,公式为I= P/1.732×U×cosθ,其中P功率,U电压,cosθ功率因素;而后就是电阻R的计算公式了,R=ρ×L/S, ρ指的是导体电阻率,L线路的长度,S代表线路的横截面积;最后就是计算发光二极管压降的公式了,ΔU=I×R,电压乘以电阻,就得出发光二极管压降的差值了。就是这么简单,就是这么快速。

  贴片发光二极管压降

  贴片发光二极管压降,颜色有很多种,不同颜色的发光二极管压降,其压降值都不一样。比如红色的,其压降为1.82v-1.88v,电流为5-8mA;橙色发光二极管压降为1.7v-1.8v,电流为3-5mA;绿色,其压降为1.75v-1.82v,电流为3-5mA;白色压降为3v-3.2v,电流为10-15mA;最后一个兰色,其压降为3.1-3.3V,电流8-10mA。

  不同颜色发光二极管压降

  不同颜色的发光二极管压降都不同,以下具体压降值仅供参考哦!红色发光二极管的压降为2.0-2.2V ;绿色发光二极管的压降为3.0—3.2V;正常发光时的额定电流约为20mA。黄色发光二极管的压降为1.8—2.0V。然而,这些不同颜色的发光二极管压降,其经过的电流以及电阻值也不一样。其中直径3毫米的白蓝紫10毫安,红绿黄5毫安,直径5毫米的翻倍。电流则根据不同的材料以及截面多决定。

  结语

  关于发光二极管的相关介绍就到这了,希望通过本文能让你对发光二极管有更深度认识。

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( 发表人:沈丹 )

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