Как напряжение может перегореть светодиод?

10

Я понимаю, как ток, превышающий то, на что рассчитан светодиод, может перегореть, но как происходит что-то подобное с напряжением?

Если на светодиод подается правильный ток, но напряжение слишком высокое, что вызывает его перегорание?

Я просто не вижу, какое влияние оказывает напряжение на светодиод.

боб
источник
1
Что вы имеете в виду, когда говорите, что напряжение слишком высокое? Напряжение питания? Напряжение на самом светодиоде?
Ноль
20
Невозможная ситуация: ток в порядке, но напряжение слишком велико.
Энди ака
1
Может он имеет в виду обратное напряжение?
Bimpelrekkie
Можете ли вы бросить некоторое приблизительное значение напряжения, которое вы прикладываете, и резистор последовательно со светодиодом (при условии падения напряжения на 1,5 В)
User323693
1
@ И примените прямое смещение 50 В - через короткое время все будет в порядке. Лол.
Спехро Пефхани

Ответы:

40

Напряжение и ток тесно связаны между собой. Если вы пытаетесь увеличить напряжение на светодиод, ток будет увеличиваться. Аналогично, чтобы увеличить ток через светодиод, вы должны увеличить напряжение на нем.

Невозможно иметь правильный ток через светодиод, но слишком высокое напряжение на нем.

Питер Беннетт
источник
Как насчет линии электропередачи с высоким напряжением и низким током после трансформатора, но в меньшем масштабе. Разве это не имеет приемлемый ток, но не напряжение?
Боб
15
Если вы попытаетесь увеличить напряжение на светодиоде сверх его «естественного» напряжения для данного тока, ток будет увеличиваться. Если источник напряжения не может подать требуемый ток, напряжение упадет до точки, в которой источник может обеспечить ток, требуемый светодиодом. (или источник питания выйдет из строя.)
Питер Беннетт
1
@ Боб, посмотрите на график в ответе Питера: пока светодиод не поврежден, его рабочая точка всегда будет точкой на этой синей кривой. Всегда. Когда вы говорите о «высоковольтном, слаботочном» источнике питания, высокое напряжение - это напряжение разомкнутой цепи . Но даже если это напряжение регулируется, оно регулируется только в пределах некоторого диапазона тока. Если ваша схема (например, светодиод) пытается тянуть больше , чем максимальный ток от источника питания, то напряжение питания будет падать.
Соломон Слоу
20

Как можно понять из других ответов, напряжение (U) и ток (I) связаны между собой. В случае простого резистора:

U = R * I

где R - постоянное сопротивление резистора. Диод только немного сложнее. Здесь мы можем использовать график, чтобы показать отношения. График использует I для тока и V для напряжения:

Введите описание изображения здесь

Изображение взято из Использование больших значений резистора .

Питер
источник
3

Сначала диод (светодиоды - это диоды) выше определенного напряжения похож на замкнутую цепь. Проблема в том, что, как и у любого провода, у диода есть критическая точка, после которой он будет «гореть», в основном происходят необратимые преобразования. Таким образом, вы можете сказать, что диод может поддерживать определенную мощность.

Теперь мощность связана с напряжением следующим образом: P = I * V, где I - ток, а V - напряжение. Поскольку это замкнутая цепь, ток по ней ∞. Источник не может выдавать ∞ тока и ограничен максимальной величиной. Таким образом, через диод, он будет использовать эту максимальную сумму, и, таким образом, я стану постоянной. Поскольку I постоянна, это означает, что мощность увеличивается пропорционально переменной слева, которая в нашем случае равна V (напряжение).

Luhter
источник
Вы хотели сказать: «диод ... выше определенного напряжения, как замкнутая цепь»?
Ник Уильямс
Да, я исправил. Написал это на скорую руку и запутался в терминах. Спасибо за указание
Luhter
2

Как упоминалось в одном из комментариев, это:

Если на индикаторе правильный ток, но напряжение слишком высокое

... это невозможно.

Если ток «правильный», то напряжение будет равно характеристическому напряжению диода.

Например:

схематический

смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab

На приведенной выше схеме Vdiodeбудет около 1,9 В, потому что 10 кВ / 1 МОм составляет около 10 мА, и это напряжение, на которое этот конкретный светодиод приходит, если оно смещено на 10 мА ( таблица данных PDF ).

Если бы вы изменили значение R1на 1 Ом, то через светодиод на короткое время протекает приблизительно 10 кА , в результате чего он перегорел.

Ключевой концепцией Grok является разница между регуляторами постоянного тока и постоянного напряжения. Типичным «настольным» источником питания является постоянное напряжение, то есть оно выдает X вольт при некотором токе и будет регулировать его выходную мощность, чтобы он оставался на уровне X вольт независимо от нагрузки. Диоды в некоторой степени приближают регуляторы постоянного тока, потому что вы можете думать, что напряжение зависит от тока.

hoosierEE
источник
Не "независимо от его нагрузки", но для некоторого диапазона тока. Превышение максимума этого диапазона тока, и напряжение упадет (так или иначе).
Соломон Слоу
2

Я понимаю, почему у вас здесь тяжелые времена. Светодиод не похож на резистор / нагревательную лампу как таковую. Светодиод похож на любой другой диод, за исключением того, что в режиме прямой проводимости электроны, протекающие через соединение, заставляют атомы дрожать на определенной частоте, а не просто случайно, как обычный проводник. Это сотрясение вызывает свет.

Думай о них как о свистке. Одна нота, одна амплитуда. (Очень похоже на травинку, удерживаемую между вашими большими пальцами.) --- и это требует энергии. Если вы нагнетаете слишком много воздуха из-за более высокого давления (напряжения), вы будете выдавливать тростник, который создает вибрации.

SkipBerne
источник
... они заставляют атомы дрожать с определенной частотой, и [...] это сотрясение вызывает свет. Гм, нет. En.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode#Physics
Соломон Слоу
хорошо, это электроны.
SkipBerne
Да, электроны, это хорошо, но я еще никогда не слышал, чтобы физик говорил «встряхнуть» при описании эмиссии фотонов.
Соломон Слоу
что еще ты находишь не так с аналогией?
SkipBerne
1

Приведенный выше ответ является правильным, поскольку напряжение и ток тесно связаны между собой. Если вы думаете о обычном резисторе, который следует закону Ома, то вы можете увидеть соотношение V = I * R. С диодом эта связь все еще существует, но она не является линейной, поэтому в технических паспортах светодиодов вы увидите графики напряжения и тока. Таким образом, если вы увеличите напряжение на светодиоде выше определенного порога, ток также увеличится, что приведет к перегоранию светодиода.

Причина, по которой линия электропередачи имеет высокое напряжение и низкий ток, заключается в том, что линии электропередачи очень длинные, что увеличивает их сопротивление. Большое напряжение = большое сопротивление * меньшее значение тока. Это все еще указывает, что напряжение и ток непосредственно связаны.

ginsengtang
источник
1

Диоды подавляют лавину в обратном смещении. Светодиоды не являются исключением, они диоды. Светодиоды имеют допустимое отклонение от определенной величины обратного напряжения, которое оно может выдержать, но как только оно будет превышено, светодиод может быть поврежден. Таким образом, любое избыточное обратное напряжение ( V R ) может вызвать лавинный сбой.

Самое простое, что вы можете сделать, это добавить простой диод PN-перехода последовательно со светодиодом (если вы хотите уберечь свой светодиод от повреждения).

WedaPashi
источник
3
Светодиоды работают только с прямым смещением, поэтому предположения о обратном смещении не имеют значения (но чрезмерное обратное смещение повредит светодиод, но это не то, о чем спрашивал ОП).
Питер Беннетт
1
@PeterBennett: Хотя это правда, что светодиоды работают только в прямом смещении, я ответил по отношению к обратному напряжению смещения, учитывая утверждение: «Я просто не вижу, какое напряжение влияет на светодиод». ОП сказал. Поэтому я подумал, что термин напряжение будет означать как прямое, так и обратное.
WedaPashi
2
Я думаю, что точка зрения Питера Беннетта состояла в том, что ОП явно имеет ограниченное понимание того, как работают светодиоды вообще. Вероятно, он не понимает такие термины, как лавина, обратное смещение и PN-соединение, поэтому подробности, подобные тем, которые могут привести его в замешательство. Ваш ответ на самом деле правильный, хотя.
Дэн Лакс
1
-1 ... последнее предложение неверно Два последовательных диода не будут препятствовать повреждению светодиода из-за перенапряжения или чрезмерного обратного напряжения.
DrFriedParts
1
@DrFriedParts: второй диод ограничит суммарный ток обратным током насыщения, который является довольно низким. Это предотвращает выход светодиода из строя. Так что WedaPashi это правильно. Это не помогает против перенапряжения вперед, но на это он тоже не претендует.
Андреас Х.
-1

http://led.linear1.org/vf-help.php похоже, что напряжение постоянное или немного меняется с током в светодиоде [ Не уверен, что для всех диодов, но работает со светодиодами у меня ] диод рассчитан на то, чтобы принимать определенное напряжение не меньше, предположим, например : 3,3 В для белого светодиода и максимальный ток 20 мА и R = V / I, поэтому, если у вас есть 10 вольт, у вас должно быть 3,3 на светодиодах, а 7,7 должен рассеиваться резистором [с напряжением = 7,7 В и током 20 мА. ] поэтому R = 7,7 / 0,020 = 385 Ом

Итак, у вас есть 3,3 В и 20 мА, чтобы зажечь светодиод. Теперь, если напряжение U + Ex: 15 Вольт [напряжение на светодиоде одинаковое]
=> 3,3 В для светодиодов 11,7 В для резистора 385 Ом, поскольку I = v / r = 11,7 / 385 = 30,3 мА
==> Ток превышает макс. (20 мА), так как при увеличении напряжения питания ток при увеличении светодиода и постоянном напряжении светодиода постоянен, так что при увеличении напряжения необходимо увеличить сопротивление, чтобы сохранить ток в безопасном диапазоне [почти 20 мА]

Мохамед Рефаат
источник