发光二极管。方案、说明

LED 及其应用。无线电电子电气工程百科全书

免费技术库

[在执行此命令时出现的错误]

发光二极管，或发光二极管（LED，英文版 LED - 发光二极管） - 一种当电流通过时发出不相干光的半导体器件。这项工作基于电流通过 pn 结时出现光辐射的物理现象。辉光的颜色（发射光谱最大值的波长）由形成 pn 结的半导体材料的类型决定。

LED 及其应用。发光二极管

尊严

1. LED没有任何玻璃灯泡和灯丝，确保了高机械强度和可靠性（抗冲击和振动）
2. 没有加热和高压保证了高水平的电气和消防安全
3. 无惯性使 LED 在需要高速时不可或缺
4. 微型
5.使用寿命长（耐用性）
6.效率高，
7.相对较低的电源电压和电流消耗，低功耗
8.大量不同颜色的发光，辐射的方向性
9. 强度可调

限制

1.成本相对较高。传统白炽灯的金钱/流明比约为 LED 的 100 倍
2. 一个元素的光通量小
3. LED参数随时间退化
4.对电源的要求增加

外观及主要参数

LED 有几个基本参数。

1.案例类型
2. 典型（工作）电流
3.降（工作）电压
4.发光颜色（波长，nm）
5.光束角

基本上，外壳类型被理解为灯泡（透镜）的直径和颜色。如您所知，LED是一种必须由电流供电的半导体器件。因此，为特定 LED 供电的电流称为典型电流。在这种情况下，LED 上会出现一定的电压降。发射的颜色由所使用的半导体材料和掺杂剂决定。 LED 中使用的最重要元素是：铝 (Al)、镓 (Ga)、铟 (In)、磷 (P)，它们会发出红色到黄色范围内的光芒。铟 (In)、镓 (Ga)、氮 (N) 用于产生蓝光和绿光。此外，如果将磷光体添加到晶体中，产生蓝色（蓝色）光芒，那么我们就得到了白色 LED。发射角度还取决于材料的生产特性以及LED的灯泡（透镜）。

目前，LED 已在广泛的领域得到应用：LED 灯、汽车照明、广告标志、LED 面板和指示灯、自动收报机和交通信号灯等。

切换方案和必要参数的计算：

由于 LED 是一种半导体器件，因此在连接到电路时必须注意极性。 LED有两个输出，一个是阴极（“负”），另一个是阳极（“正”）。

LED 及其应用。连接 LED

LED 将亮起仅直接连接时，如图

重新打开时，LED 不会亮起。此外，在反向电压允许值较低的情况下，LED 可能会发生故障。

下图显示了直接（蓝色曲线）和反向（红色曲线）连接的电流与电压的关系。不难确定，每个电压值对应于其本身流过二极管的电流量。电压越高，电流值越高（亮度也越高）。对于每个LED，都有电源电压Umax和Umaxrev的允许值（分别用于正向和反向开关）。当施加高于这些值的电压时，会发生电击穿，导致 LED 失效。电源电压 Umin 也有一个最小值，达到该值 LED 就会发光。 Umin 和 Umax 之间的电源电压范围称为“工作”区域，因为这是确保 LED 正常工作的区域。

LED及其应用 \

1. LED只有一个，最简单的情况下如何正确连接？

为了在最简单的情况下正确连接 LED，您需要通过限流电阻连接它。

LED及其应用

例1

有一个工作电压为 3 伏，工作电流为 20 毫安的 LED。它必须连接到 5 伏电源。

LED及其应用

计算限流电阻的阻值

R = 淬灭 / ILED
Uquenching = Upower - ULED
Usupply = 5 V
ULED = 3 V
ILED = 20mA = 0.02A
R \u5d (3-0.02) / 100 \u0.1d XNUMX 欧姆 \uXNUMXd XNUMX kOhm

也就是你需要接一个阻值为100欧的电阻

2.如何连接多个LED？

我们将几个 LED 串联或并联，计算所需的电阻。

例如1。

有些 LED 的工作电压为 3 伏，工作电流为 20 毫安。需要将 3 个 LED 连接到 15 伏电源。

我们计算一下：3个LED为3伏→9伏，即15伏电源足以点亮串联的LED

LED及其应用

计算类似于前面的示例。

R = 淬灭 / ILED
Uquenching = Upower - N * ULED
Usupply = 15 V
ULED = 3 V
ILED = 20mA = 0.02A
R \u15d (3-3 * 0.02) / 300 \u0.3d XNUMX 欧姆 \uXNUMXd XNUMX kOhm

例2

假设 LED 的工作电压为 3 伏，工作电流为 20 毫安。需要将 4 个 LED 连接到 7 伏电源

我们进行计算：4 个 LED 用于 3 伏 \u12d 2 伏，这意味着我们没有足够的电压将 LED 串联起来，因此我们将它们串并联连接。让我们将它们分成两组，每组 XNUMX 个 LED。现在我们需要计算限流电阻。与前几段类似，我们计算每个支路的限流电阻。

LED及其应用

R = 淬灭 / ILED
Uquenching = Upower - N * ULED
Usupply = 7 V
ULED = 3 V
ILED = 20mA = 0.02A
R \u7d (2-3 * 0.02) / 50 \u0.05d XNUMX 欧姆 \uXNUMXd XNUMX kOhm

由于分支中的 LED 具有相同的参数，因此分支中的电阻相同。

例3

如果有不同品牌的LED，那么我们将它们组合在一起，使每个分支只有一个类型的LED（或具有相同的工作电流）。在这种情况下，没有必要观察相同的电压，因为我们会为每个分支计算自己的电阻。

例如，有 5 种不同的 LED：
第一个红色电压 1 伏 3 mA
第二个绿色电压 2 V 2.5 mA
第三个蓝色电压 3 伏 3 mA
第 4 个白色电压 2.7 伏 50 mA
第 5 个黄色电压 3.5 伏 30 毫安

由于我们按电流将 LED 分组
1) 第一和第二
2）第三和第四
3) 第 5 名

LED及其应用

我们计算每个分支的电阻

R = 淬灭 / ILED
Uquenching = Upower - (ULEDY + ULEDX + ...)
Usupply = 7 V
ULED1 = 3 V
ULED2 = 2.5 V
ILED = 20mA = 0.02A
R1 = (7-(3+2.5))/0.02 = 75 欧姆 = 0.075 kOhm

同样
R2 = 26 欧姆
R3 = 117 欧姆

同样，您可以排列任意数量的 LED

重要提示！

在计算限流电阻时，得到的数值不是标准电阻系列中的数值，因此我们选择比计算值稍大的电阻。

3. 如果有一个电压为 3 伏（或更低）的电压源和一个工作电压为 3 伏的 LED，会发生什么情况？

在没有限流电阻的电路中包含 LED 是可以接受的（但不可取）。缺点很明显——亮度取决于电源电压。最好使用dc-dc转换器（升压转换器）。

4. 是否可以使用 3 伏（或更低）的电源并联打开多个具有 3 伏相同工作电压的 LED？在“中国”灯笼中，就是这样做的。

同样，这在业余无线电实践中是可以接受的。这种包含的缺点是：由于LED在参数上有一定的分散性，所以会观察到下面的图片，有的会发光更亮，而有的会更暗，不美观，这就是我们在上面的手电筒中观察到的情况。最好使用dc-dc转换器（升压转换器）。

重要提示！

上述电路在计算参数的高精度方面没有区别，这是因为当电流流过 LED 时，会在其中产生热量，从而导致 pn 结发热，电流的存在限流电阻会降低这种影响，但通过 LED 的电流略有增加时会建立平衡。因此，建议使用电流稳定器而不是电压稳定器来确保稳定性。使用电流稳定器时，只能连接一 LED 的分支。

作者：Sivent；出版：cxem.net

查看其他文章 部分业余无线电爱好者.

读和写 有帮助对这篇文章的评论.

<< 返回

科技、新电子最新动态：

花园疏花机 02.05.2024

在现代农业中，技术进步的目的是提高植物护理过程的效率。创新的 Florix 疏花机在意大利推出，旨在优化采收阶段。该工具配备了移动臂，可以轻松适应花园的需求。操作员可以通过使用操纵杆从拖拉机驾驶室控制细线来调节细线的速度。这种方法显着提高了疏花过程的效率，提供了根据花园的具体条件以及花园中生长的水果的品种和类型进行个性化调整的可能性。经过两年对 Florix 机器在各种水果上的测试，结果非常令人鼓舞。 Filiberto Montanari 等农民使用 Florix 机器多年，他们表示疏花所需的时间和劳动力显着减少。 ... >>

先进的红外显微镜 02.05.2024

显微镜在科学研究中发挥着重要作用，使科学家能够深入研究肉眼看不见的结构和过程。然而，各种显微镜方法都有其局限性，其中之一是使用红外范围时分辨率的限制。但日本东京大学研究人员的最新成果为研究微观世界开辟了新的前景。东京大学的科学家推出了一种新型显微镜，它将彻底改变红外显微镜的功能。这种先进的仪器可以让您在纳米尺度上以惊人的清晰度观察活细菌的内部结构。通常，中红外显微镜受到分辨率低的限制，但日本研究人员的最新进展克服了这些限制。据科学家称，所开发的显微镜可以创建分辨率高达120纳米的图像，比传统显微镜的分辨率高30倍。 ... >>

昆虫空气捕捉器 01.05.2024

农业是经济的关键部门之一，害虫防治是这一过程中不可或缺的一部分。来自西姆拉印度农业研究委员会中央马铃薯研究所 (ICAR-CPRI) 的科学家团队针对这一问题提出了一种创新解决方案——风力昆虫空气捕捉器。该设备通过提供实时昆虫种群数据来解决传统害虫防治方法的缺点。该捕集器完全由风能提供动力，使其成为一种无需电力的环保解决方案。其独特的设计使您能够监测有害和有益昆虫，从而全面了解任何农业地区的昆虫数量。卡皮尔说：“通过在正确的时间评估目标害虫，我们可以采取必要的措施来控制害虫和疾病。” ... >>

来自档案馆的随机新闻

小米米家超薄扫地机器人 28.05.2021

小米推出了一款破纪录的薄型扫地机器人，名为小米米家超薄扫地机器人。它的高度只有 55 毫米，直径为 323 毫米。我们今天写的美的 M7 Pro 扫地机器人的高度是 97 毫米。

制造商声称，这款吸尘器肯定会在小腿上钻到家具下面。尽管尺寸很大，但小米米家超薄机器人吸尘器已获得所有现代功能，包括先进的 ToF 摄像头。真空吸尘器配备了一个名为 S-Cross 3D 的新精确导航系统，它可以让您识别甚至是小物体，包括拖鞋和儿童玩具。

抽吸压力为 2000 Pa，废液容器容积为 500 ml（美的 M450 Pro 为 7 ml）。这款机器人真空吸尘器具有湿式清洁功能，提供 220 毫升水箱。与所有现代小米设备一样，这款吸尘器很智能——也就是说，它支持通过 Mi Home 应用程序连接到智能手机以及语音控制。

小米米家超薄扫地机器人售价310美元左右。

其他有趣的新闻：

▪ 自愈混凝土

▪ Intel Optane DC - 第一款配备 3D XPoint 芯片的 RAM

免费技术图书馆的有趣材料：

▪ 网站标准职业安全说明 (TOI) 部分。文章精选

▪ 文章手洗手。流行表达

▪ 文章什么是口香糖？详细解答

▪ 文章摩托车前灯受到控制。个人交通

▪ 文章关于计时器 KR1006VI1 的车载笔记本电脑电源。无线电电子电气工程百科全书

▪ 文章 K145AR2 芯片上的电源调节器。无线电电子电气工程百科全书

留下您对本文的评论：

本页所有语言

主页 | 图书馆 | 用品 | 网站地图 | 网站评论