วิธีง่ายๆในการหา Vf ของ LED เพื่อเลือกตัวต้านทานที่เหมาะสม

ฉันสงสัยว่าวิธีที่ง่ายที่สุดในการหาแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของ LED คืออะไรโดยใช้เครื่องมือวัด ฉันรู้ว่าเราสามารถสันนิษฐานว่าไฟ LED สีแดงอยู่ที่ประมาณ 1.8V - 2.2V และเรามีข้อมูลที่คล้ายกันสำหรับสี LED อื่น ๆ แต่ฉันสงสัยว่ามีวิธีที่จะคิดออกโดยไม่ต้องคิด

ฉันซื้อไฟ LED หลายดวงที่ไม่มีแผ่นข้อมูลพร้อมคุณสมบัติ - เพื่อเป็นการออกกำลังกายฉันต้องการเขียนข้อมูลนั้นลง (ฉันกำลังเรียน)

คำตอบส่วนใหญ่ฉันเห็นเริ่มต้นด้วยการเชื่อมต่อ LED ในซีรีส์กับตัวต้านทาน แต่ฉันต้องการให้แน่ใจว่าตัวต้านทานนั้นถูกต้องก่อนที่จะเชื่อมต่อ

ฉันเห็นด้วยกับคนอื่นที่นี่ ... คุณพยายามหนักเกินไป

ดังที่คนอื่น ๆ ได้กล่าวไว้การตกไปข้างหน้าของ LED นั้นแตกต่างกันไปตามกระแสของอคติ แต่สำหรับเกือบทุกแอปพลิเคชันที่ผู้ทำงานอดิเรกจะเข้ามาหาสิ่งนี้ไม่ใช่สิ่งที่คุณต้องใช้เวลากังวลมากมาย

เกือบทุกมือถือมัลติมิเตอร์มีการตั้งค่าไดโอด มันจะบอกคุณถึงแรงดันไปข้างหน้าของไดโอดที่ระดับอคติการทดสอบของมิเตอร์ (มักจะมีไม่กี่ mA) สิ่งนี้จะนำคุณเข้าสู่ ballpark ที่ถูกต้องอย่างรวดเร็ว

การกำหนด LED Forward Drop (วิธีที่ง่าย)

1. ตั้งค่ามิเตอร์เป็น diode (เช่น# 14ในภาพนี้)

2. เชื่อมต่อ LED เข้ากับสายวัดเพื่อตรวจสอบขั้วที่ถูกต้อง
3. มิเตอร์จะระบุการตกไปข้างหน้า (ปกติ 1V-3V สำหรับ LED ส่วนใหญ่) โปรดทราบว่า LED อาจเรืองแสง

ตอนนี้คุณมีแรงดันตกไปข้างหน้าของไฟ LED แล้วคุณสามารถคำนวณได้ว่าแรงดันไฟฟ้าทุกอย่างอื่นใน "โซ่" จะต้องลดลงเท่าไหร่ สำหรับวงจรที่ง่ายมากมันอาจเป็นตัวต้านทานที่ จำกัด สำหรับวงจรที่ซับซ้อนมากขึ้นมันอาจจะเป็นทรานซิสเตอร์สองขั้วหรือทรานซิสเตอร์ภาคสนามหรืออาจจะเป็นสิ่งที่ลึกลับมากกว่า ไม่ว่าจะด้วยวิธีใด: แรงดันไฟฟ้าผ่านวงจรอนุกรมจะถูกกระจายผ่านองค์ประกอบทั้งหมดในวงจร สมมติว่าวงจรง่ายมากที่มีไฟ LED สีแดงตัวต้านทานและแหล่งจ่าย

หากมิเตอร์ระบุ 1.2V Vf สำหรับ LED คุณรู้ว่าตัวต้านทานของคุณจะต้องลดลง 5V - 1.2V หรือ 3.8V สมมติว่าคุณต้องการประมาณ 10mA ผ่านทาง LED ตอนนี้มันเป็นเรื่องง่ายที่จะใช้กฎของโอห์ม เรารู้ว่าในวงจรอนุกรมกระแสที่ผ่านองค์ประกอบทั้งหมดจะต้องเหมือนกันดังนั้น 10mA ผ่านตัวต้านทานหมายถึง 10mA ผ่านทาง LED ดังนั้น:

R = V / I
R = 3.8V / 10mA
R = 380 ohms

หากคุณเชื่อมต่อ LED ของคุณกับแหล่งจ่ายไฟ 5V ของคุณด้วยตัวต้านทาน 380 โอห์มในซีรีส์คุณจะพบว่าไฟ LED เรืองแสงอย่างที่คุณต้องการ ตอนนี้ตัวต้านทานของคุณสามารถจัดการกับการกระจายพลังงานได้หรือไม่ มาดูกัน:

P = V * I
P = 3.8V * 10mA
P = 38mW

38mW นั้นอยู่ในข้อกำหนดการกระจายสำหรับตัวต้านทาน 1/4 หรือ 1 / 8W ใด ๆ โดยทั่วไปคุณต้องการอยู่ในระดับพลังงานสำหรับอุปกรณ์เว้นแต่ว่าคุณรู้ว่ากำลังทำอะไรอยู่ สิ่งสำคัญคือต้องตระหนักว่าตัวต้านทานที่ได้รับการจัดอันดับ 1 / 4W นั้นไม่จำเป็นต้องมีความเท่ห์เมื่อสัมผัสการกระจาย 1 / 4W!

ถ้าคุณต้องการที่จะขับ LED เดียวกันกับแหล่งจ่าย 24V? กฎของโอห์มเพื่อช่วยเหลืออีกครั้ง:

R = V / I
R = (24V - 1.2V) / 10mA
R = 22.8V / 10mA
R = 2280 ohms (let's use 2.4k since it's a standard E24 stock value):

และการตรวจสอบพลังงาน (โดยใช้สมการพลังงานสำรองเพื่อเปลี่ยนสิ่งต่าง ๆ ):

P = V^2 / R
P = 22.8V * 22.8V / 2400 ohms
P = 217mW

ตอนนี้คุณจะสังเกตเห็นได้ว่าการขับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ไปนั้นเพิ่มขึ้นเราได้ผลักดันแรงดันทั่วตัวต้านทานขึ้นและนั่นก็เป็นสาเหตุให้พลังงานรวมกระจายตัวโดยตัวต้านทานขึ้นไปอย่างมาก ในขณะที่ 217mW เป็นเทคนิคภายใต้ 250mW ตัวต้านทานไตรมาสวัตต์สามารถจัดการกับมันจะได้รับHOT ฉันขอแนะนำให้ย้ายไปยังตัวต้านทาน 1 / 2W (กฎง่าย ๆ ของฉันสำหรับตัวต้านทานคือทำให้ครึ่งหนึ่งของเรตติ้งลดลงเว้นแต่คุณจะทำให้พวกเขาเย็นลงหรือมีความต้องการเฉพาะในสเปค)

หากคุณมีแหล่งจ่ายไฟที่มีขีด จำกัดกระแสไฟที่ปรับได้(เช่นนี้ ) มันจะกลายเป็นเรื่องง่ายมาก

1. ตั้งแรงดันเอาท์พุทเป็นประมาณ 5V และหมุนขีด จำกัด ปัจจุบันลงจนสุด
2. เชื่อมต่อไดโอดกับแหล่งจ่ายไฟโดยตรงโดยไม่มีตัวต้านทาน ไม่ต้องกังวล! คุณได้ จำกัด กระแส!
3. หมุนหมายเลขปัจจุบันจนกว่าจะถึงเป้าหมายของคุณ (เช่น 20mA)

แหล่งจ่ายไฟกำลัง จำกัด กระแสผ่าน LED ถึงขีด จำกัด การโทรเข้า จอแสดงผลแรงดันไฟฟ้าจะแสดงให้คุณทราบว่าแรงดันไฟฟ้าใดที่ต้องใช้ในการดันกระแสไฟฟ้า นั่นคือแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของคุณ!

LED ทั่วไปส่วนใหญ่สามารถรองรับอย่างน้อย 20 mA ดังนั้นหากคุณเลือกค่าตัวต้านทานที่จะผ่าน 20 mA เมื่อเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟโดยตรง LED จะไม่ได้รับความเสียหายเมื่อเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับตัวต้านทานนั้น จากนั้นเพียงวัดแรงดันไฟฟ้าข้าม LED เพื่อให้ได้แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของ LED แรงดันไฟ LED จะแตกต่างกันเล็กน้อยกับกระแสไฟฟ้า แต่กระแสในที่สุดคุณเลือกที่จะใช้ไม่สำคัญเลย

โดยทั่วไปฉันคิดว่าไฟ LED สีแดงสีเหลืองและสีเขียวทั่วไปนั้นมีค่าประมาณ 2 โวลต์และฉันตั้งเป้าหมายประมาณ 10 mA ปัจจุบัน (แม้ว่าเมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันมีไฟ LED สีเขียวที่มีประสิทธิภาพมากซึ่งฉันต้องลดกระแสให้ต่ำกว่า 1 mA) (ความคลุมเครือ?)) ไม่จำเป็นต้องได้รับวิทยาศาสตร์อย่างแท้จริงเกี่ยวกับมัน!

หากต้องการขยายคำตอบของ Peter Bennett: ใช้ LED ของคุณเพิ่มตัวต้านทาน 1k และใช้ 12 โวลต์ (เพื่อให้แน่ใจว่าได้ขั้วถูก) ตอนนี้วัดแรงดันไฟฟ้าข้าม LED สิ่งนี้จะให้ Vf แก่คุณประมาณ 10 mA หากคุณต้องการทราบ Vf ที่ 20 mA เรามีความต้านทาน 500 ohm หากคุณต้องการทราบ Vf ที่ 1 mA ให้ใช้ 10k ตัวเลขเหล่านี้ไม่มีความแม่นยำสูงสุด แต่การรู้ Vf อย่างแม่นยำนั้นไม่ใช่ความคิดที่มีประโยชน์โดยทั่วไป อย่างน้อยที่สุด Vf จะแปรผันตามอุณหภูมิดังนั้นการหมกมุ่นกับเรื่องนี้จะไม่ได้รับคุณทุกที่

คุณเข้าใจผิดว่า LED ทำงานอย่างไรใน Vf นั้นไม่ใช่แรงดันไฟฟ้าที่คุณใส่ข้าม LED เพื่อให้ทำงานได้ แต่เป็นแรงดันที่ปรากฏ (ตกหล่น) ข้าม LED เมื่อกระแสถูกบังคับผ่าน

หากคุณดูแผ่นข้อมูลที่ถูกต้องคุณจะเห็น Vf (min), Vf และ Vf (สูงสุด) ที่ระบุสำหรับกระแสเฉพาะและนั่นหมายความว่าถ้าคุณบังคับกระแสที่ระบุผ่าน LED คุณสามารถคาดหวัง Vf ได้ เพื่อตกลงระหว่าง Vf (min) และ Vf (สูงสุด) โดย Vf จะเป็นค่าปกติ

ดังนั้นคำตอบสำหรับคำถามของคุณคือ:

แหล่งจ่ายไฟคือแหล่งจ่ายแรงดันตัวแปรใด ๆ R ให้บัลลาสต์สำหรับไฟ LED ลดความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของแหล่งจ่ายไฟ

นั่นจะทำให้ LED ไม่สามารถปล่อยควันวิเศษออกมาได้ถ้าคุณเผลอทำแหล่งจ่ายมากเกินไปและค่า [R] นั้นไม่สำคัญด้วยเหตุผล

ตัวอย่างเช่นหากคุณใช้ตัวต้านทาน 1,000 โอห์มและคุณกำลังพยายามดัน 20 mA ผ่านไฟ LED นั้น 20 mA ก็ต้องผ่าน R ดังนั้น R จะลดลง:

และคุณจะต้องมีห้องเสริมสำหรับ LED

"A" เป็นแอมมิเตอร์ที่ใช้ในการวัดกระแสผ่าน LED และ "V" เป็นโวลต์มิเตอร์ที่ใช้ในการวัดแรงดันไฟฟ้าข้าม LED

ในการใช้งานสิ่งที่คุณต้องทำก็คือเริ่มการจ่ายไฟที่ศูนย์โวลท์แล้วหมุนขึ้นจนกว่าแอมป์มิเตอร์อ่าน 20 มิลลิแอมป์จากนั้นแรงดันไฟฟ้าที่แสดงบนโวลต์มิเตอร์จะเป็น Vf สำหรับไดโอดนั้นในกระแสและรอบนั้น อุณหภูมิ.

อ้างถึงคำถามของคุณวิธีที่จะกำหนดว่าค่าความต้านทานแบบอนุกรมคืออะไร "ถูกต้อง" สำหรับ LED ของคุณก่อนกำหนด Vf ของกระแสที่ต้องการไปข้างหน้าปัจจุบัน (ถ้า) แล้วใช้กฎของโอห์มเพื่อกำหนดค่าความต้านทาน แบบนี้:

สมมุติว่า Vs (แรงดันไฟฟ้า) เป็น 12 โวลต์, Vf นั้นคือ 2 โวลต์และถ้าเป็น 20 mA เราจะได้

จากนั้นเพื่อตรวจสอบพลังงานตัวต้านทานจะกระจายเราสามารถเขียน:

510 โอห์มเป็นค่า E24 (+/- 5%) ที่ใกล้เคียงที่สุดที่จะรักษาหากอยู่ในด้านอนุรักษ์ของ 20mA และตัวต้านทาน 1/4 วัตต์ควรจะดี

ซุปเป็ดใช่มั้ย ;)

สร้างแหล่งจ่ายกระแสคงที่เพราะอุปกรณ์ตั้งโต๊ะทั่วไปจะไม่ลดลงต่ำซึ่งอาจเป็นวงจรทรานซิสเตอร์ 1 หรือ 2 วงจรที่ง่าย มันง่ายเพราะไม่จำเป็นต้องแม่นยำ กระแสที่สมเหตุสมผลจะเป็นกระแสที่คุณต้องการขับนำด้วย ตอนนี้ DVM ของคุณจะให้การวัดโวลต์ไปข้างหน้าและคุณจะไม่ระเบิดไฟ LED ใด ๆ