Простой способ определить Vf светодиода, чтобы выбрать подходящий резистор

Мне было интересно, как проще всего определить прямое напряжение светодиода, используя измерительные инструменты. Я знаю, что мы можем предположить, что красные светодиоды будут около 1,8 В - 2,2 В, и что у нас есть аналогичная информация для других цветов светодиодов, но мне было интересно, есть ли способ выяснить, не предполагая этого.

Я купил несколько светодиодов, у которых нет спецификации с их спецификациями - поэтому я хотел бы записать эту информацию в качестве упражнения. (Я учу)

Большинство ответов, которые я вижу, начинаются с последовательного подключения светодиода к резистору, но я хочу убедиться, что резистор находится прямо перед его подключением.

Я согласен с некоторыми другими здесь ... ты слишком стараешься.

Как уже упоминали другие, прямое падение светодиода зависит от его тока смещения, но почти во всех случаях, когда любитель будет заниматься этим, вам не о чем беспокоиться.

Почти каждый ручной мультиметр имеет диодную настройку. Он сообщит вам прямое напряжение диода на уровне смещения тестирования измерительного прибора (обычно несколько мА). Это очень быстро поставит вас в нужное положение.

Определение светодиода прямого падения (простой способ)

1. Установите измеритель на диодную настройку (т.е. # 14 на этом рисунке).

2. Подключите светодиод к измерительным проводам, проверяя правильность полярности
3. Измеритель покажет прямое падение (обычно 1V-3V для большинства светодиодов). Обратите внимание, что светодиод может светиться.

Теперь, когда у вас есть прямое падение напряжения на светодиодах, вы можете определить, какое напряжение потребуется для падения всего остального в «цепи». Для очень простых цепей это может быть просто ограничивающий резистор. Для более сложных схем это может быть биполярный или полевой транзистор или, может быть, даже что-то более эзотерическое. В любом случае: напряжение через последовательную цепь будет распределено по всем элементам в цепи. Предположим, очень простая схема с красным светодиодом, резистором и источником питания.

Если измеритель указал 1,2 В Vf для светодиода, вы знаете, что ваш резистор должен будет упасть 5 В - 1,2 В или 3,8 В. Предполагая, что вы хотите около 10 мА через светодиод, теперь просто применить закон Ома. Мы знаем, что в последовательной цепи ток через все элементы должен быть одинаковым, поэтому 10 мА через резистор означает 10 мА через светодиод. Так:

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

Если вы подключите свой светодиод к источнику питания 5 В последовательно подключенным резистором на 380 Ом, вы увидите, что светодиод светится ярко, как вы и предполагали. Теперь ваш резистор может справиться с рассеиванием мощности? Посмотрим:

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

38 мВт вполне соответствуют характеристикам рассеивания для любого резистора 1/4 или 1/8 Вт. Вообще говоря, вы хотите оставаться в пределах мощности устройства, если вы не знаете, что делаете. Важно понимать, что резистор, рассчитанный на 1 / 4W, не обязательно будет холодным на ощупь при рассеивании 1 / 4W!

Что, если вы хотите управлять тем же светодиодом с питанием 24 В? Закон Ома на помощь снова:

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):

И проверка мощности (используя уравнение альтернативной мощности просто для того, чтобы все изменить):

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

Теперь вы заметите, что, увеличивая приложенное напряжение, мы увеличили напряжение на резисторе, что, в свою очередь, приводит к значительному увеличению общей мощности, рассеиваемой резистором. В то время как 217 мВт технически под 250 мВт, с которыми может справиться четверть ваттный резистор, он будет ГОРЯЧИМ . Я бы предложил перейти к резистору 1/2 Вт. (Мое эмпирическое правило для резисторов заключается в том, чтобы их рассеивание не превышало половины их номинального значения, если вы не охладите их активно или не определите конкретные требования, изложенные в спецификации).

Если у вас есть источник питания с регулируемым пределом тока (как этот ), то это становится очень легко.

1. Установите выходное напряжение около 5 В и наберите ограничение тока до упора.
2. Подключите диод непосредственно к источнику питания, без резистора. Не волнуйся! Вы уже ограничили ток!
3. Наберите ток, пока он не достигнет вашей цели (скажем, 20 мА).

Источник питания ограничивает ток через светодиод до установленного предела. Дисплей напряжения покажет вам, какое напряжение требуется для проталкивания такого большого тока. Это ваше прямое напряжение!

Наиболее распространенные светодиоды могут выдерживать напряжение не менее 20 мА, поэтому если вы выберете значение резистора, которое будет превышать 20 мА при подключении непосредственно к источнику питания, светодиод не будет поврежден при последовательном подключении к этому резистору. Затем просто измерьте напряжение на светодиоде, чтобы получить прямое напряжение светодиода. Напряжение светодиода будет незначительно меняться в зависимости от тока, но ток, который вы в конечном итоге выберете, совсем не критичен.

Я обычно предполагаю, что общие красные, желтые и зеленые светодиоды имеют напряжение около 2 вольт, и я стремлюсь к току около 10 мА (хотя недавно у меня было несколько чрезвычайно эффективных зеленых светодиодов, где мне приходилось уменьшать ток до уровня ниже 1 мА, чтобы получить желаемую яркость (потемнение?)). Нет реальной необходимости быть чрезвычайно научным об этом!

Чтобы расширить ответ Питера Беннетта: возьмите свой светодиод, добавьте резистор 1 кОм и подайте 12 вольт (убедитесь, что полярность правильная). Теперь измерьте напряжение на светодиоде. Это даст вам Vf около 10 мА. Если вы хотите знать Vf при 20 мА, используйте резистор на 500 Ом. Если вы хотите знать Vf при 1 мА, используйте 10 кОм. Ни одно из этих чисел не является сверхточным, но знание Vf точно не является вообще полезной идеей. По крайней мере, Vf будет меняться в зависимости от температуры, поэтому одержимость ею никуда не приведет.

Вы неправильно понимаете, как работает светодиод, так как Vf - это не напряжение, которое вы кладете на светодиод, чтобы заставить его работать, а напряжение, которое появляется (падает) на светодиод, когда ток пропускается через него.

Если вы посмотрите на соответствующий лист данных, вы увидите Vf (min), Vf и Vf (max), заданные для определенного тока, и это означает, что, если вы подадите указанный ток через светодиод, вы можете ожидать Vf падать где-нибудь между Vf (мин) и Vf (макс.), причем Vf является типичным значением.

Итак, ответ на ваш вопрос:

Источником питания является любой источник переменного напряжения, R обеспечивает балласт для светодиода, снижая его чувствительность к изменениям источника питания.

Это не даст светодиоду испускать свой волшебный дым, если вы случайно запустите источник питания слишком далеко, и его значение [R] не критично, в разумных пределах.

Например, если вы используете резистор 1000 Ом и пытаетесь протолкнуть 20 мА через светодиод, эти 20 мА также должны пройти через R, поэтому R будет падать:

и вам понадобится запас для светодиодов.

«A» - это амперметр, используемый для измерения тока через светодиод, а «V» - вольтметр, используемый для измерения напряжения на светодиоде.

При использовании, то, что вам нужно сделать, это запустить источник питания с нуля вольт, а затем провернуть его до тех пор, пока амперметр не покажет 20 миллиампер, тогда напряжение, отображаемое на вольтметре, будет Vf для этого конкретного диода при данном конкретном токе и температуре окружающей среды. температура.

Возвращаясь к вашему вопросу, способ определить, какое значение последовательного сопротивления является «правильным» для вашего светодиода, состоит в том, чтобы сначала определить его Vf при желаемом прямом токе (если), а затем использовать закон Ома для определения значения сопротивления, так:

Если предположить, что Vs (напряжение питания) составляет 12 вольт, то Vf равно 2 вольтам, а If - 20 мА, мы получим

Затем, чтобы определить мощность рассеиваемого резистора, мы можем написать:

510 Ом - это самое близкое значение E24 (+/- 5%), которое будет сохраняться, если на консервативной стороне 20 мА, и резистор 1/4 Вт должен быть в порядке.

Утиный суп, а? ;)

Создайте источник постоянного тока, потому что обычные настольные источники питания не упадут так низко. Это может быть простая 1 или 2 транзисторная схема. Это легко, потому что это не должно быть точным. Подходящим током будет ток, которым вы собираетесь управлять светодиодом. Теперь ваш DVM даст вам прямое измерение вольт, и вы не будете уносить светодиоды