Простой способ определить Vf светодиода, чтобы выбрать подходящий резистор.

Я согласен с некоторыми здесь... вы слишком стараетесь.

Как уже упоминалось, прямое падение светодиода зависит от его тока смещения, но почти для каждого приложения, с которым сталкивается любитель, вам не нужно тратить много времени на беспокойство.

Почти каждый портативный мультиметр имеет диодную настройку. Он сообщит вам прямое напряжение диода при уровне смещения тестирования измерителя (обычно несколько мА). Это очень быстро поставит вас на правильный уровень.

Определение прямого падения светодиода (простой способ)

1. Установите измеритель на настройку диода (например, № 14 на этом рисунке).

2. Подключите светодиод к проводам счетчика, соблюдая полярность.
3. Измеритель покажет прямое падение напряжения (обычно 1–3 В для большинства светодиодов). Обратите внимание, что светодиод может светиться.

Теперь, когда у вас есть прямое падение напряжения на светодиоде, вы можете вычислить, на какое напряжение должны упасть все остальные элементы в «цепочке». Для очень простых схем это может быть просто ограничительный резистор. Для более сложных схем это может быть биполярный или полевой транзистор, а может быть и что-то более эзотерическое. В любом случае: напряжение в последовательной цепи будет распределяться по всем элементам цепи. Давайте представим очень простую схему с красным светодиодом, резистором и источником питания.

Если измеритель показал 1,2 В Vf для светодиода, вы знаете, что ваш резистор должен упасть на 5–1,2 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 с последовательным резистором 380 Ом, вы обнаружите, что светодиод ярко светится, как вы и предполагали. Теперь ваш резистор может справиться с рассеиваемой мощностью? Посмотрим:

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

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

Что, если бы вы захотели управлять тем же самым светодиодом с помощью источника питания 24 В? Закон Ома снова в помощь:

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, чтобы все изменить):

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

Теперь вы заметите, что, увеличивая приложенное напряжение, мы увеличиваем напряжение на резисторе, и это, в свою очередь, приводит к значительному увеличению общей мощности, рассеиваемой резистором. Хотя 217 мВт технически меньше 250 мВт, с которым может справиться резистор на четверть ватта, он будет ГОРЯЧИМ . Я бы предложил перейти на резистор 1/2 Вт. (Мое эмпирическое правило для резисторов состоит в том, чтобы их рассеивание не превышало половины их номинального значения, если вы не активно их охлаждаете или у вас нет особых потребностей, изложенных в спецификации).

Если у вас есть блок питания с регулируемым ограничением тока (как этот ), то это становится очень просто.

1. Установите выходное напряжение примерно на 5 В и полностью установите ограничение тока.
2. Подключите диод напрямую к источнику питания, без резистора. Не волнуйся! Вы уже ограничили ток!
3. Набирайте ток, пока он не достигнет вашей цели (скажем, 20 мА).

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

Наиболее распространенные светодиоды могут выдерживать ток не менее 20 мА, поэтому, если вы выберете значение резистора, которое будет пропускать 20 мА при прямом подключении 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 немного меняться в зависимости от тока, но ток, который вы в конечном итоге решите использовать, совсем не критичен.

Обычно я предполагаю, что обычные красные, желтые и зеленые светодиоды имеют напряжение около 2 вольт, и я стремлюсь к току около 10 мА (хотя недавно у меня были чрезвычайно эффективные зеленые светодиоды, где мне пришлось уменьшить ток до менее 1 мА, чтобы получить желаемую яркость). (тусклость?)). Нет никакой реальной необходимости становиться чрезвычайно научным об этом!

Чтобы расширить ответ Питера Беннета: 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 узнать Vf при 20 мА, используйте резистор на 500 Ом. Если вы хотите узнать Vf при 1 мА, используйте 10k. Ни одно из этих чисел не является сверхточным, но точное знание Vf обычно не является полезной идеей. По крайней мере, Vf зависит от температуры, так что зацикленность на этом ни к чему не приведет.

Вы неправильно понимаете, как работает светодиод, поскольку Vf - это не напряжение, которое вы подаете на светодиод, чтобы он работал, а напряжение, которое появляется (падает) на светодиоде, когда через него проходит ток.

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

Итак, ответ на ваш вопрос:

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

Это удержит светодиод от выпуска своего волшебного дыма, если вы непреднамеренно слишком сильно поднимете питание, и его значение [R] не критично, в пределах разумного.

Например, если вы используете резистор на 1000 Ом и пытаетесь подать 20 мА через светодиод, эти 20 мА также должны пройти через R, поэтому R упадет:

и вам понадобится запас поверх этого для светодиода.

«А» — это амперметр, используемый для измерения тока через светодиод, а «В» — вольтметр, используемый для измерения напряжения на светодиоде.

При использовании вы должны запустить питание при нулевом напряжении, 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 этом конкретном токе и окружающей среде. температура.

Возвращаясь к вашему вопросу, способ определить, какое значение последовательного сопротивления является «правильным» для вашего светодиода, - это сначала определить его Vf при желаемом прямом токе (If), а затем использовать закон Ома для определения значения сопротивления, как это:

Предполагая, что Vs (напряжение питания) равно 12 вольт, что Vf равно 2 вольтам, а If равно 20 мА, мы будем иметь

Тогда, чтобы определить мощность, которую будет рассеивать резистор, мы можем написать:

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

Утиный суп, а? ;)

Постройте источник постоянного тока, потому что обычные настольные источники питания не опустятся до такого минимума. Это может быть простая схема с одним или двумя транзисторами. Это легко, потому что это не должно быть точным. Разумным током будет ток, с которым вы собираетесь управлять светодиодом. Теперь ваш DVM даст вам измерение прямого напряжения, и вы не перегорите светодиоды.