แรงดันไฟฟ้าสามารถเผาไหม้ LED ได้อย่างไร?

10

ฉันเข้าใจว่ากระแสที่สูงกว่าสิ่งที่ LED ได้รับการจัดอันดับสามารถทำให้ไฟ LED ดับ แต่สิ่งที่เกิดขึ้นเทียบเท่ากับแรงดันไฟฟ้าอย่างไร

หากกระแสไฟที่ถูกต้องติดกับ LED แต่แรงดันไฟฟ้าสูงเกินไปสาเหตุใดที่ทำให้เกิดไฟไหม้

ฉันไม่เห็นว่าแรงดันเอฟเฟกต์ที่มีบน LED

— ผมบ๊อบ
แหล่งที่มา

1

คุณหมายความว่าอย่างไรเมื่อคุณบอกว่าแรงดันไฟฟ้าสูงเกินไป? แรงดันไฟฟ้า? แรงดันไฟฟ้าข้าม LED นั้น?

— Null

20

สถานการณ์ที่เป็นไปไม่ได้: กระแสดี แต่แรงดันไฟฟ้าใหญ่เกินไป

— แอนดี้อาคา

1

บางทีเขาอาจหมายถึงแรงดันย้อนกลับ?

— Bimpelrekkie

คุณสามารถขว้างรูปคร่าวๆของแรงดันไฟฟ้าที่คุณกำลังใช้งานและตัวต้านทานเป็นอนุกรมพร้อม LED (โดยสมมติว่า 1.5 V ลดลงไปข้างหน้า)

— User323693

1

@Andy ใช้กระแสไบแอสไปข้างหน้า 50V จะใช้ได้หลังจากช่วงเวลาสั้น ๆ ฮ่า ๆ.

— Spehro Pefhany

40

แรงดันและกระแสมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิด หากคุณพยายามที่จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าข้าม LED ปัจจุบันจะเพิ่มขึ้น ในการเพิ่มกระแสไฟผ่าน LED คุณต้องเพิ่มแรงดันไฟฟ้า

มันไม่ได้เป็นไปได้ที่จะมีกระแสไฟฟ้าที่ถูกต้องผ่าน LED แต่แรงดันสูงเกินไปมัน

— Peter Bennett
แหล่งที่มา

สิ่งที่เกี่ยวกับบางสิ่งบางอย่างเช่นสายไฟที่มีแรงดันสูงและกระแสต่ำหลังจากหม้อแปลง แต่มีขนาดเล็กกว่า จะไม่ได้มีกระแสที่ยอมรับได้ แต่ไม่ใช่แรงดัน

— Bob

15

หากคุณพยายามที่จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าข้าม LED เกินแรงดัน "ธรรมชาติ" สำหรับกระแสไฟฟ้าที่กำหนดกระแสจะเพิ่มขึ้น หากแหล่งจ่ายแรงดันไม่สามารถจ่ายกระแสไฟที่ต้องการแรงดันไฟฟ้าจะลดลงจนถึงจุดที่แหล่งจ่ายไฟสามารถจัดหากระแสไฟที่ต้องการโดย LED (หรือแหล่งพลังงานจะล้มเหลว)

— Peter Bennett

1

@Bob, ดูที่กราฟในคำตอบของปีเตอร์: เป็นจุดตราบเท่าที่ไฟ LED จะไม่ได้รับความเสียหายก็จะดำเนินงานมักจะเป็นจุดบนเส้นโค้งสีฟ้าว่า เสมอ. เมื่อคุณพูดคุยเกี่ยวกับ "แรงดันสูงต่ำปัจจุบัน" แหล่งจ่ายไฟแรงดันสูงเป็นแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด แต่ถึงแม้ว่าแรงดันไฟฟ้านั้นจะถูกควบคุมมันก็จะถูกควบคุมภายในช่วงของกระแสไฟฟ้า หากวงจรของคุณ (เช่น LED) พยายามดึงมากกว่ากระแสสูงสุดจากแหล่งจ่ายไฟแรงดันของแหล่งจ่ายจะลดลง

— โซโลมอนช้า

20

ในขณะที่คุณสามารถรวบรวมจากคำตอบอื่น ๆ แรงดัน (U) และกระแส (I) จะถูกเชื่อมโยง ในกรณีของตัวต้านทานแบบง่าย:

U = R * I

โดยที่ R คือความต้านทานคงที่ของตัวต้านทาน ไดโอดมีความซับซ้อนเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ที่นี่เราสามารถใช้กราฟเพื่อแสดงความสัมพันธ์ กราฟใช้ i สำหรับกระแสและ V สำหรับแรงดัน:

ป้อนคำอธิบายภาพที่นี่

ภาพที่นำมาจากการใช้ค่าความต้านทานที่มีขนาดใหญ่

— จางไป
แหล่งที่มา

3

ครั้งแรกที่ไดโอด (ไฟ LED เป็นไดโอด) เหนือแรงดันไฟฟ้าบางอย่างก็เหมือนวงจรปิด ปัญหาคือว่าทุกสายลวดไดโอดมีจุดที่สำคัญหลังจากนั้นมันจะ "เผา" โดยทั่วไปการเปลี่ยนแปลงบางอย่างกลับไม่ได้เกิดขึ้น ดังนั้นคุณสามารถพูดได้ว่าไดโอดสามารถรักษาอำนาจบางอย่าง

ทีนี้พลังงานมีความสัมพันธ์กับแรงดันไฟฟ้าแบบนี้: P = I * Vโดยที่ฉันเป็นกระแสและแรงดัน V เนื่องจากมันเป็นวงจรปิดกระแสจึงอยู่เหนือ∞ แหล่งที่มาไม่สามารถให้กระแสได้และถูก จำกัด ไว้ที่จำนวนสูงสุด ดังนั้นในไดโอดมันจะใช้จำนวนเงินสูงสุดนั้นและทำให้ฉันกลายเป็นค่าคงที่ เนื่องจากฉันเป็นค่าคงที่นี่หมายถึงพลังงานเพิ่มสัดส่วนกับตัวแปรที่เหลือซึ่งในกรณีของเราคือ V (แรงดันไฟฟ้า)

— Luhter
แหล่งที่มา

คุณหมายถึงพูดว่า: "ไดโอด ... เหนือแรงดันไฟฟ้าบางอย่างเป็นเหมือนวงจรปิด"?

— Nick Williams

ใช่ฉันแก้ไขแล้ว เขียนมันอย่างเร่งรีบและสับสนในแง่ ขอบคุณที่ชี้ให้เห็น

— Luhter

2

ตามที่ระบุไว้ในหนึ่งในความคิดเห็นนี้:

หากกระแสที่ถูกต้องอยู่บน LED แต่แรงดันไฟฟ้าสูงเกินไป

... เป็นไปไม่ได้

หากกระแสไฟฟ้าเป็น "ถูกต้อง" แรงดันไฟฟ้าจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของไดโอด

ตัวอย่างเช่น:

แผนผัง

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

ในแผนผังข้างต้นVdiodeจะมีค่าประมาณ 1.9V เนื่องจาก 10kV / 1MΩมีค่าประมาณ 10mA และนั่นคือแรงดันไฟ LED ที่เฉพาะเจาะจงนี้มาถึงถ้าเอนเอียงจาก 10mA ( แผ่นข้อมูล PDF )

หากคุณเปลี่ยนค่าR1เป็น 1 โอห์มแล้วประมาณ 10kA จะไหลผ่าน LED สั้น ๆทำให้ LED ที่ถูกไฟไหม้หมด

แนวคิดหลักของ grok คือความแตกต่างระหว่างเครื่องควบคุมแรงดันไฟฟ้าคงที่และกระแสคงที่ แหล่งจ่ายไฟแบบ "bench" ทั่วไปคือ Constant Voltage ซึ่งหมายความว่าจะปล่อยโวลต์ X ออกมาในปัจจุบันและจะควบคุมเอาท์พุทของมันให้อยู่ที่ X volts ไม่ว่าจะโหลดอะไรก็ตาม ไดโอดประมาณค่าคงที่หน่วยงานกำกับดูแลปัจจุบันถึงระดับเพราะคุณสามารถคิดว่าแรงดันไฟฟ้าจะขึ้นอยู่กับกระแส

— hoosierEE
แหล่งที่มา

ไม่ใช่ "อะไรก็ตามที่โหลด" แต่สำหรับบางช่วงของกระแส เกินช่วงสูงสุดในปัจจุบันนั้นและแรงดันไฟฟ้าจะลดลง (ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง)

— โซโลมอนช้า

2

ฉันเข้าใจว่าทำไมคุณถึงมีช่วงเวลาที่ยากลำบากที่นี่ LED ไม่เหมือนกับตัวต้านทาน / หลอดความร้อนต่อ se LED นั้นเหมือนไดโอดตัวอื่น ๆ ยกเว้นในโหมดตัวนำไปข้างหน้าเมื่ออิเล็กตรอนไหลผ่านทางแยกมันจะทำให้อะตอมสั่นที่ความถี่เฉพาะและไม่ใช่แค่สุ่มแบบตัวนำปกติ การสั่นนี้ทำให้เกิดแสง

คิดว่าพวกเขาเป็นนกหวีด หนึ่งโน้ตหนึ่งแอมพลิจูด (เหมือนใบหญ้าที่อยู่ระหว่างนิ้วโป้งของคุณ) --- และนั่นใช้พลังงาน หากคุณบังคับอากาศมากเกินไปเนื่องจากแรงดันสูงกว่า (แรงดันไฟฟ้า) คุณจะระเบิดกกที่ทำให้เกิดการสั่นสะเทือน

— SkipBerne
แหล่งที่มา

... พวกเขาทำให้อะตอมสั่นด้วยความถี่ที่เฉพาะเจาะจงและ [... ] การสั่นนี้ทำให้เกิดแสง อืม, เลขที่ en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode#Physics

— โซโลมอนช้า

ตกลงอิเล็กตรอน

— SkipBerne

ใช่อิเล็กตรอนเป็นสิ่งที่ดี แต่ฉันยังไม่เคยได้ยินนักฟิสิกส์คนหนึ่งพูดว่า "เขย่า" เมื่ออธิบายการปล่อยโฟตอน

— โซโลมอนช้า

มีอะไรอีกที่คุณคิดผิดกับการเปรียบเทียบ?

— SkipBerne

1

การตอบสนองข้างต้นนั้นถูกต้องในแรงดันและกระแสนั้นมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิด หากคุณนึกถึงตัวต้านทานปกติที่ปฏิบัติตามกฎของโอห์มคุณจะเห็นความสัมพันธ์ V = I * R ด้วยไดโอดความสัมพันธ์นี้ยังคงมีอยู่ แต่ไม่ใช่เชิงเส้นซึ่งเป็นสาเหตุในแผ่นข้อมูลของ LED คุณจะเห็นพล็อตของแรงดันและกระแส ดังนั้นหากคุณเพิ่มแรงดันไฟฟ้าข้าม LED เหนือขีด จำกัด ที่กำหนดกระแสไฟฟ้าก็จะเพิ่มขึ้นด้วย

สาเหตุที่สายไฟมีแรงดันไฟฟ้าสูงและกระแสต่ำคือสายไฟยาวมากซึ่งจะเพิ่มความต้านทาน แรงดันไฟฟ้าขนาดใหญ่ = ความต้านทานขนาดใหญ่ * เล็กกว่าปัจจุบัน มันยังแสดงให้เห็นว่าแรงดันและกระแสมีความสัมพันธ์กันในทันที

— ginsengtang
แหล่งที่มา

1

ไดโอดยับยั้งการถล่มในอคติย้อนกลับ LED ไม่ใช่ข้อยกเว้นว่าเป็นไดโอด ไฟ LED มีความอดทนต่อแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับเฉพาะจำนวนที่สามารถทนได้ แต่เมื่อเกินค่านี้แล้ว LED อาจเสียหายได้ ดังนั้นแรงดันย้อนกลับที่มากเกินไป ( V _R ) ที่ใช้อาจทำให้เกิดพังทลายได้

วิธีที่ง่ายที่สุดที่คุณสามารถทำได้คือการเพิ่มไดโอด PN-junction แบบอนุกรมด้วย LED (หากคุณต้องการประหยัด LED ของคุณจากการชำรุด)

— WedaPashi
แหล่งที่มา

3

ไฟ LED ทำงานได้เฉพาะกับอคติไปข้างหน้าดังนั้นคำแนะนำของอคติย้อนกลับจะไม่เกี่ยวข้อง (แต่อคติย้อนกลับที่มากเกินไปจะทำให้ไฟ LED เสียหาย แต่นั่นไม่ใช่สิ่งที่ OP ขอ)

— Peter Bennett

1

@ PeterBennett: ในขณะที่มันเป็นความจริงที่ LED ทำงานใน Forward Bias เท่านั้นฉันตอบ wrt Reverse Bias Voltage เมื่อพิจารณาจากคำสั่ง"ฉันแค่ไม่เห็นว่าแรงดันเอฟเฟกต์ที่มีบน LED" OP กล่าว ดังนั้นฉันคิดว่าคำว่าแรงดันไฟฟ้าจะหมายถึงไปข้างหน้าและย้อนกลับ

— WedaPashi

2

ฉันคิดว่าประเด็นของ Peter Bennett คือ OP มีความเข้าใจที่ จำกัด ว่าไฟ LED ทำงานอย่างไร เป็นไปได้ว่าเขาไม่เข้าใจคำศัพท์เช่นหิมะถล่ม, อคติย้อนกลับ, และทางแยก PN, ดังนั้นการเข้าไปดูรายละเอียดต่างๆเหล่านั้นอาจทำให้เขาสับสนมากขึ้นเท่านั้น คำตอบของคุณถูกต้องตามข้อเท็จจริงแล้ว

— Dan Laks

1

-1 ... ประโยคสุดท้ายนั้นไม่ถูกต้อง ไดโอดสองตัวในซีรีย์จะไม่หยุด LED จากความเสียหายจากแรงดันเกินหรือแรงดันย้อนกลับมากเกินไป

— DrFriedParts

1

@DrFriedParts: ไดโอดที่สองจะ จำกัด กระแสรวมให้เป็นค่าความอิ่มตัวย้อนกลับซึ่งค่อนข้างต่ำ สิ่งนี้ป้องกันไม่ให้ LED เข้าสู่การพังทลาย ดังนั้น WedaPashi ถูกต้อง มันไม่ได้ช่วยต่อต้านแรงดันไปข้างหน้า แต่เขาก็ไม่ได้เรียกร้อง

— Andreas H.

-1

http://led.linear1.org/vf-help.php ดูเหมือนแรงดันไฟฟ้าคงที่หรือแตกต่างกันเล็กน้อยกับปัจจุบันในไฟ led [ ไม่แน่ใจสำหรับไดโอดทั้งหมด แต่ทำงานกับไฟ led กับฉัน ] ไดโอดถูกออกแบบมาเพื่อใช้แรงดันไฟฟ้าที่เฉพาะเจาะจงไม่ น้อยกว่าสมมติว่า Ex : 3.3v สำหรับ LED สีขาวและสูงสุด 20mA และR = V / I ดังนั้นหากคุณมี 10 volts คุณควรมี 3.3 on led และ7.7ควรกระจายโดยตัวต้านทาน [ซึ่งมี Volt = 7.7v และ 20mA ปัจจุบัน ] ดังนั้นR = 7.7 / 0.020 = 385 โอห์ม

ดังนั้นคุณได้รับ 3.3V และ 20mA เพื่อแสง led ตอนนี้ถ้า u + แรงดันไฟฟ้า Ex: 15 volts [volt on led เป็นเหมือนกัน]
=> 3.3v สำหรับ led 11.7vสำหรับ 385 ohm resistor ตั้งแต่ I = v / r = 11.7 / 385 = 30.3mA
==> กระแสเกินเกินสูงสุด (20 mA) ดังนั้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเมื่อเพิ่มแรงดันไฟ led และแรงดันไฟ led เป็นค่าคงที่ดังนั้นเมื่อคุณเพิ่มแรงดันไฟฟ้าคุณต้องเพิ่มความต้านทานเพื่อให้กระแสอยู่ในช่วงที่ปลอดภัย [เกือบ 20mA]

— Mohamed Refaat
แหล่งที่มา