Как определить на сколько вольт светодиод?

Электрические параметры светодиодов

Первым делом заметим, что светодиод характеризуется тремя электрическими параметрами (световые характеристики мы рассматривать не будем):

• падение напряжения, измеряемое в вольтах. Когда говорят 2-х вольтный или 3-х вольтный светодиод, то это имеется в виду данный параметр;
• номинальный ток. Часто его значение приводится в справочниках в миллиамперах. 1 мА = 0,001 А;
• мощность рассеяния – это мощность, которую способен рассеять (выделить в окружающую среду) полупроводниковый прибор не перегреваясь. Измеряется в ваттах. Значение данного параметра с высокой точностью можно определить самостоятельно, умножив ток на напряжение.

Таблица использования светодиодных источников с разной температурой свечения.

В большинстве случае достаточно знать два первых параметра, а то и вовсе только номинальный ток. Условно я выделил два основных способа, с помощью которых можно с высокой долей вероятности узнать или определить указанные параметры. Первый способ – информационный. Это наиболее быстрый и простой способ. Одна он не всегда дает положительный результат. Второй способ, нам – электронщикам, более интересный. Я назвал его «электрический», так как ток и напряжение будут определяться с помощью мультиметра (тестера). Рассмотрим подробно оба варианта.

Как проверить светодиод мультиметром

Один из способов проверки рабочего состояния светодиодов – тестирование мультиметром. Таким прибором можно диагностировать светодиоды любого исполнения. Перед тем как проверить светодиод тестером, переключатель прибора устанавливают в режиме «прозвонки», а щупы прикладывают к выводам. При замыкании красного щупа на анод, а черного на катод, кристалл должен излучать свет. Если поменять полярность, на дисплее прибора должна отображаться показание «1».

Схема проверки светодиода с помощью цифрового мультиметра

Тестирование LED-приборов можно произвести, не используя щупы. Для этого в отверстия, расположенные в нижнем углу прибора, анод вставляют в отверстие с символом «Е», а катод – с указателем «С». Если светодиод в рабочем состоянии – он должен засветиться. Этот метод тестирования подходит для светодиодов с достаточно длинными контактами, очищенными от припоя. Положение переключателя при таком способе проверки не имеет значения.

Как проверить светодиоды мультиметром, не выпаивая? Для этого необходимо припаять к щупам тестера кусочки от обычной скрепки. В качестве изоляции подойдет текстолитовая прокладка, которая укладывается между проводами, после чего обрабатывается изолентой. На выходе получается своеобразный переходник для подключения щупов. Скрепки хорошо пружинят и надежно фиксируются в разъемах. В таком виде можно подключить щупы к светодиодам, не выпаивая их из схемы.

Электрические параметры светодиодов

Первым делом заметим, что светодиод характеризуется тремя электрическими параметрами (световые характеристики мы рассматривать не будем):

1) падение напряжения, измеряемое в вольтах. Когда говорят 2-х вольтный или 3-х вольтный светодиод, то это имеется в виду данный параметр;

2) номинальный ток. Часто его значение приводится в справочниках в миллиамперах. 1 мА = 0,001 А;

3) мощность рассеяния – это мощность, которую способен рассеять (выделить в окружающую среду) полупроводниковый прибор не перегреваясь. Измеряется в ваттах. Значение данного параметра с высокой точностью можно определить самостоятельно, умножив ток на напряжение.

В большинстве случае достаточно знать два первых параметра, а то и вовсе только номинальный ток.

Условно я выделил два основных способа, с помощью которых можно с высокой долей вероятности узнать или определить указанные параметры. Первый способ – информационный. Это наиболее быстрый и простой способ. Одна он не всегда дает положительный результат. Второй способ, нам – электронщикам, более интересный. Я назвал его «электрический», так как ток и напряжение будут определяться с помощью мультиметра (тестера). Рассмотрим подробно оба варианта.

Определение напряжения

Напряжение, при котором светодиод работает в обычном режиме, также является важным параметром. Определить на сколько вольт рассчитана деталь очень просто. Для этого нужно сначала определить полярность выводов детали. Новые элементы имеют более длинную «+» ножку. Если выводы одинаковой длинны, к обеим ножкам нужно подключить мультиметр в режиме прозвонки. Если соблюдена правильная полярность, светодиод должен засветиться слабым светом. Смена полярности не приведет к свечению. Далее идет описание как определить рабочее напряжение:

1. К «+» ножке детали присоединить резистор до 510 Ом.
2. К выходу резистора подключить «-» клемму блока питания на 12 вольт.
3. «-» блока питания подключить ко второй ножке светодиода.
4. Поднять напряжение блока питания до определенной точки яркого свечения. Регулировку подачи тока осуществлять постепенно, без резких скачков.
5. Все это время замерять напряжение вольтметром.

Напряжение будет нарастать до момента открытия перехода внутри элемента. Открывшийся переход перестанет пропускать лишний ток. Это значение необходимо зафиксировать. Оно является рабочим напряжением светодиода. Если продолжить наращивать напряжение, PN переход может не выдержать и сгореть. При несоблюдении полярности, катод не станет пропускать электрический ток, что станет причиной потери работоспособности.

Разновидности

Светодиоды используются в различной технике. На данный момент существует 2 основных типа этих деталей:

1. Индикаторные или DIP. Относятся к маломощным светодиодам. Работают при переменном напряжении до 3.5 вольт, с мощностью до 0.06 Вт. Используются в качестве световых индикаторов для различной электронной техники. Эти элементы используют для поверхностного монтажа для осветительных лент.
2. Осветительные или мощные, работают при напряжении до 12 вольт, с мощностью в 2.6–3 Ватт. Используются для ламп и прожекторов освещения.

Технологии не стоят на месте. К лампам обычной конструкции, прибавились различные разновидности, отличающиеся только химическим составом кристалла.

1. Филоментные. Лампы, позволяющие получить белое свечения, за счет покрытия люминофорным составом. Мощность этого типа светодиодов увеличена за счет использования 28 параллельно соединенных кристаллов.
2. COB. Разработано за счет соединения кристаллов на алюминиевой подставке. Яркость свечения увеличивается за счет фокусировки покрытием из люминофора.
3. OLED. Схожи с более ранними типами светодиодов. Яркость и угол свечения увеличены за счет использования полимерных материалов для изготовления светового излучателя.
4. Волоконные. Полностью синтетическая конструкция с добавлением люминофора и полимеров.

Принцип действия этих световых элементов остался прежним. Изменилось только потребляемое напряжение, повысилась мощность и надежность.

Способ 1

Небольшой фрагмент текстолита, буквально кусочек, но обязательно с двухсторонним фольгированием. На каждую необходимо наложить «пятно» припоя, чтобы в дальнейшем можно было легко зафиксировать провода и выводы приспособления для проверки светодиода. Щупы от мультиметра, с которых следует срезать (или отпаять, а потом все восстановить) штеккера. Свободные концы нужно зачистить и залудить, то есть подготовить к пайке. Скрепки – 2 штуки. Им придается форма, хорошо видимая на рисунке внизу. Это будут выводы приспособления (аналог штеккеров), которые присоединяются к мультиметру. Хотя это и не единственный вариант. Вместо скрепок можно использовать гибкую стальную проволоку, отрезав пару кусочков нужной длины.

Светодиоды.

Главное – чтобы эти выводы слегка амортизировали, тогда их будет намного проще подключить к гнезду мультиметра. Паяльная кислота. Использовать традиционный сосновый флюс – дело бесперспективное. Скрепки изготовлены из стали, потому обычная методика для их надежной фиксации на текстолите малопригодна. Паяльник. Мощность – не менее 65 Вт. Пытаться закрепить на плате скрепку монтажным инструментом (на 24, 36 Вт) – пустая трата времени. Понадобится уложить расплав относительно толстым слоем, и маломощный (миниатюрный) паяльник в этом случае бесполезен. Мультиметр. Эти бытовые приборы выпускаются в нескольких модификациях. Их основное отличие – в функционале, то есть возможностях измерений тех или иных параметров цепи и деталей.

Будет интересно Как сделать регулятор мощности на симисторе своими руками

Понадобится мультиметр, которым можно тестировать транзисторы. В принципе все, что нужно для того, чтобы сделать простейшее приспособление для проверки светодиода мультиметром, под рукой всегда есть. В итоге должно получиться примерно так. Чтобы не путаться с полярностью присоединения щупов к светодиоду, выводы приспособления стоит несколько сместить от осевой линии. Тогда несложно запомнить, где условные «+» и «–». Проверка светодиода Нужно воткнуть «контакты» приспособления в вилку для тестирования Тр (анодный вывод – на разъем Е, катодный – на С), поставить переключатель мультиметра в позицию «Измерение транзисторов» (hFE) и приложить щупы к плате, в точках, где впаяны ножки п/п прибора (с лицевой или обратной стороны, как удобнее). Если он исправен и полярность соблюдена (плюс – к аноду), то начнет светиться.

Какие виды светодиодов существуют и где они применяются

Светодиоды оптического диапазона применяются в качестве элементов индикации и в качестве осветительных приборов. Для каждой специализации существуют свои требования.

Индикаторные светодиоды

Задача индикаторного светодиода – показать состояние прибора (наличие питания, аварийный сигнал, срабатывание датчика и т.п.). В этой сфере широко применяются LED со свечением p-n перехода. Приборы с люминофором применять не запрещено, но особого смысла нет. Здесь яркость свечения не на первом месте. В приоритете контрастность и широкий угол обзора. На панелях приборов применяют выводные светодиоды (true hole), на платах – выводные и SMD.

Осветительные светодиоды

Для освещения, наоборот, в основном применяют элементы с люминофором. Это позволяет получить достаточный световой поток и цвета, близкие к естественным. Выводные СД из этой области практически выдавлены SMD-элементами. Широкое применение находят COB-светодиоды.

В отдельную категорию можно выделить приборы, предназначенные для передачи сигналов в оптическом или ИК-диапазоне. Например, для пультов дистанционного управления бытовой аппаратурой или для охранных устройств. А элементы УФ-диапазона могут использоваться для компактных источников ультрафиолета (детекторы валют, биологических материалов и т.д.).

Как определить полярность светодиода — 2 простых способа

Светодиод – полупроводниковый оптический прибор, пропускающий электрический ток в прямом направлении. При подключении инверсионно тока в цепи не будет, и, естественно, не произойдет свечения. Чтобы этого не случилось, нужно соблюдать полярность светодиода.

Светодиод на схеме обозначается треугольником в кружке с поперечной чертой – это катод, который имеет знак «-» (минус). С противоположной стороны находится анод, имеющий знак «+» (плюс).

Обозначение светодиода в схеме

В монтажных схемах должна присутствовать цоколевка (или распиновка) выводов для идентификации всех контактов соединения.

Как определить полярность диода, держа в руках крохотную лампочку? Ведь для правильного подключения нужно знать, где у него минус, а где плюс. Если распайка выводов будет попутана, схема не заработает.

Визуальный метод определения полярности

Первый способ определения – визуальный. У диода два вывода. Короткая ножка будет катодом, анод у светодиода всегда длиннее. Запомнить легко, так как присутствует начальная буква «к» и в том и другом слове.

Длина выводов светодиода

Когда оба вывода согнуты или прибор снят с другой платы, их длину бывает сложно определить. Тогда можно попробовать разглядеть в корпусе небольшой кристалл, который выполнен из прозрачного материала. Он располагается на небольшой подставке. Этот вывод соответствует катоду.

Также катод светодиода можно определить по небольшой засечке. В новых моделях светодиодных лент и ламп применяются полупроводники для поверхностного монтажа. Имеющийся ключ в виде скоса указывает на то, что это отрицательный электрод (катод).

Иногда на светодиодах стоит маркировка «+» и «-». Некоторые производители отмечают катод точкой, иногда линией зеленого цвета. Если нет никакой отметки или ее трудно разглядеть из-за того, что светодиод был снят с другой схемы, нужно произвести тестирование.

Тестирование с применением мультиметра или аккумулятора

Хорошо, если под рукой есть мультиметр. Тогда определение полярности светодиода произойдет за одну минуту. Выбрав режим омметра (измерение сопротивлений), нетрудно произвести следующее действие. Приложив щупы к ножкам светодиода, производится замер сопротивления. Красный провод должен подключаться к плюсу, а черный – к минусу.

При правильном включении прибор выдаст значение, примерно равное 1,7 кОм, и будет наблюдаться свечение. При обратном включении на дисплее мультиметра отобразится бесконечно большая величина. Если проверка показывает, что в обе стороны диод показывает малое сопротивление, то он пробит, и его следует утилизировать.

Определение полярности светодиода при помощи мультиметра

В некоторые приборах существует специальный режим. Он предназначен для проверки полярности диода. Прямое включение будет сигнализировать подсветкой диода. Этот метод подходит для красных и зеленых полупроводников.

Синие и белые светодиоды выдают индикацию только при напряжении более 3 вольт, поэтому нельзя достигнуть нужного результата. Для их тестирования можно использовать мультиметры типа DT830 или 831, в которых предусмотрен режим определения характеристик транзисторов.

Используя PNP-часть, один вывод светодиода вставляют в коллекторное гнездо, второй – в эмиттерное отверстие. В случае прямого подключения появится индикация, инверсионное включение не даст подобного эффекта.

Как определить полярность светодиода, если под рукой нет мультиметра? Можно прибегнуть к обычной батарейке или аккумулятору. Для этого понадобится еще любой резистор. Это нужно для защиты светодиода от пробоя и выхода из строя. Последовательно соединенный резистор, величина сопротивления которого должна быть примерно 600 Ом, позволит ограничить ток в цепи.

Проверка полярности при помощи источника питания

И еще несколько советов:

• если известна полярность светодиода, впредь нельзя подавать на него обратное напряжение. В противном случае есть вероятность пробоя и выхода из строя. При правильной эксплуатации светодиод будет служить исправно, так как он долговечен, а также его корпус хорошо защищен от попадания влаги и пыли;
• некоторые типы светодиодов чувствительны к воздействию статического электричества (синие, фиолетовые, белые, изумрудные). Поэтому их нужно предохранять от влияния «статики»;
• при тестировании светодиода мультиметром желательно это действие произвести быстро, касание к выводам должно быть кратковременным, чтобы избежать пробоя диода и вывода его из строя.

Альтернативное определение вольтажа

Первым шагом для расчета потребления энергии светодиодами является определение напряжения светодиода. Если нет мультиметра под рукой, можно изучить данные производителя и найти паспортное U светодиодного блока. В качестве альтернативы можно оценить U, основываясь на цвете светодиодов, например, напряжение питания белого светодиода 3,5 В.

После того, как замерено напряжение светодиода, определяют ток. Его можно измерить непосредственно с помощью мультиметра. Данные завода- изготовителя дают приблизительную оценку тока. После этого можно очень быстро и легко вычислить энергопотребление светодиодов. Чтобы рассчитать потребление энергии светодиодом, просто умножают U светодиода (в вольтах) на ток светодиода (в амперах).

Результат, измеренный в ваттах — это мощность, которую используют светодиоды. Например, если светодиод имеет U 3,6 и ток 20 миллиампер, он будет использовать 72 милливатт энергии. В зависимости от размера и масштаба проекта показания напряжения и тока могут измеряться в меньших или больших единицах, чем базовый ток или ватт. Может потребоваться преобразования единиц. При выполнении этих расчетов помнят, что 1000 милливатт равно одному ватту, а 1000 миллиампер равно одному амперу.

Диагностика светодиода в фонарике

Светодиодный фонарик аккумуляторного или других типов довольно надежное устройство, но и он от поломок не застрахован. Если даже после установки новых батареек свечение остается слабым или вовсе отсутствует, необходимо проверить работоспособность светодиодов и их драйверов.

Проверка фонарика выполняется в следующей последовательности:

1. Отвинчиваем крышку или коническую часть в передней части корпуса.
2. Извлекаем светодиодный модуль.
3. На плате светодиода – две контактные площадки, к которым подводятся красный и черный провод. Красный провод соответствует положительной полярности (маркировка «+» на плате), а черный – отрицательной (маркировка «-»). В соответствии с полярностью на контакты следует кратковременно подать напряжение в 3 – 4 В (не более 4,2 В!). Если яркость свечения светодиода не изменилась, значит его необходимо заменить. В противном случае (светодиод горит надлежащим образом) замене подлежит драйвер.
4. Замена светодиода возможна только в том случае, если его плата прикреплена к капсуле светодиодного модуля посредством винтов. Если плата посажена на термоклей, замена будет нецелесообразной, в этом случае меняют весь модуль.

Вот как выглядит светодиодный модуль в фонарике Magicshine

Отвинтив плату, следует отпаять светодиод, а затем установить новый.

Наглядно проверка обособленного светодиода и простота устройства тестера демонстрируется в следующем видео от крупнейшего поставщика электрооборудования в России.

Часто при поломке того или иного электронного устройства мы без раздумий несем потерпевшего в ремонт, где нам предъявляют солидный счет. Между тем, причина аварии может заключаться всего лишь в отказе светодиода, который легко можно заменить своими силами. Таким образом, умение проверить работоспособность этих элементов, которые применяются сегодня довольно широко, позволит сэкономить средства и сократить время ремонта до минимума.

Какие светодиоды стоят в лампах?

Наверное самое частое явление, вскрываешь лампу а там следующая картина, выгорел один из диодов. Если есть время и желание провести ремонт, то можно заменить вышедший из строя диод. Но появляется вопрос Какие светодиоды стоят в лампах? 

Соответственно наш порядок действий.

1. Вам необходимо воспользоватся вольтметром и определить напряжение светодиода. Вам может помочь в этом наша статья  Как проверить светодиод?
2. Далее после того как вы определили весь светодиодный модуль вышел из строя или одиночный светодиод. Вам нужно определить тип светодиода, а именно его габариты корпуса. Измеряются они в миллиметрах. Вам может помочь в этом наша статья Размеры светодиодов . Но статья может и не пригодится так как, зачастую производители зачастую пишут тип светодиода на самой плате. Смотрите фото. Там будет указано 2835, 5050 или 5630 это и есть тип светодиода
3. Далее зная корпус диода и его напряжение вам не составит ни какого труда приобрести нужные вам светодиоды или светодиодные модули на Aliexpress. Или выпаять диод из другой похожей светодиодной лампы.

Как определить параметры светодиода по внешнему виду?

Следующим подходом пользуются более опытные электронщики. Однако в нем нет ничего сложного. Преимущественное большинство светодиодов разделяется на индикаторные и общего назначения. Индикаторные, как правило, менее ярко светят, чем остальные. Это и понятно, ведь для индикации очень яркий свет не нужен. Индикаторные светодиоды применяются для сигнализации работы различных электронных устройств. Например, при включении в розетку, они показывают, что устройство находится под напряжением. Они встречаются в чайниках, ноутбуках, выключателях, зарядных устройствах, компьютерах и т.п. Электрические параметры их вне зависимости от внешнего вида следующие: ток – 20 мА = 0,02 А; напряжение в среднем 2 В (от 1,8 В до 2,3 В).

Преимущества

За небольшое количество времени сверхяркие и другие диоды стали довольно популярными и востребованными в различных сферах. Причина же скрывается именно в преимуществах, которые сейчас рассмотрим.

• Изделия энергоэффективные. Среди всех имеющихся источников света данный вид считается максимально экономичным. Как правило, использование диодов позволяет снизить запросы на электричество до 80 %. Светодиод сверхяркий белый потребляет больше всего по сравнению с остальными.
• Продукт способен долго работать, не требуя особенного обслуживания или профилактического осмотра.
• Диод не сильно избирателен, что касается температурного режима. Поэтому использовать его можно в любых условиях.
• Если необходим источник света, который защищен от попадания влаги и способен выдерживать удары, то среди сверхярких диодов есть такие модели.
• При работе изделие не нагревается. Единственное, за чем необходимо следить – блок питания. Именно он принимает всю нагрузку на себя и нагревается.

Потребление в зависимости от типа светодиода

Индикаторные

Ток потребления у изделий этого класса не превышает 20 мА, при напряжении 3В за час потребление электроэнергии при их работе составит лишь 0,06 Вт или чуть больше 0,5кВт за год непрерывного свечения.

Осветительные

В отличие от индикаторных, у моделей предназначенных для освещения площадь p-n перехода, а соответственно площадь светоизлучающей поверхности и яркость, существенно выше. Ток потребления кристалла может составлять 150-300 мА, при напряжении питания 3,3В это от 0,5 до 1Вт. В мощных диодах на одной матрице может находится несколько элементов. Мощность светодиодных матрицы, используемой в прожекторах может достигать несколько сот ватт.

Практический метод

Самые точные данные о прямом падении напряжения на светодиоде можно получить путём проведения практических измерений. Для этого понадобится регулируемый блок питания (БП) постоянного тока с напряжение от 0 до 12 вольт, вольтметр или мультиметр и резистор на 510 Ом (можно больше). Лабораторная схема для тестирования показана на рисунке.

Текущие показания на экране и будут номинальным прямым напряжением светодиода. Если ещё продолжить наращивать питание схемы, то расти будет только ток через полупроводник, а разность потенциалов на нём изменится не более чем на 0,1-0,2 вольт. Чрезмерное превышение тока приведёт к перегреву кристалла и электрическому пробою p-n-перехода.

Если рабочее напряжение на светодиоде установилось около 1,9 вольт, но при этом свечение отсутствует, то возможно тестируется инфракрасный диод. Чтобы убедиться в этом, нужно направить поток излучения на включенную фотокамеру телефона. На экране должно появиться белое пятно.

В отсутствии регулируемого блока питания можно воспользоваться «кроной» на 9 В. Также можно задействовать в измерениях сетевой адаптер на 3 или 9 вольт, который выдаёт выпрямленное стабилизированное напряжение, и пересчитать номинал сопротивления резистора.

Первый метод: узнать теоретическим способом на сколько вольт рассчитан светодиод

Внешние признаки – отличная возможность, как узнать на сколько вольт бывают светодиоды. В этом случае Вам поможет цвет свечения, форма и размеры полупроводникового прибора. Примеси различных химических элементов дают определенное свечение: начиная от красного и заканчивая желтым. Также существуют прозрачные модели, в которых определить параметры вольтажа можно только с мультиметром. Для того, чтобы узнать нужный параметр, нужно выполнить такие действия: — Тестер нужно выставить на «Проверка обрыва»; — Используйте щупы, чтобы прикоснуться к выходу светодиода; — Несильное свечение кристалла поможет понять напряжение, которое есть в диоде Окрашены они в разный цвет не случайно – при помощи внешних значений, можно определить примерное значение тока. Утверждать, что эти значения абсолютно верны – не стоит. Цвета стандартизированы и используются в условиях производства, вне зависимости от марки и производителя. Например, красный обладает напряжение до 2 В, а зеленый до четырех. Благодаря подобным обозначениям, можно не только узнать сколько вольт он потребляет, но и сколько вольт выдержит светодиод. На некоторых моделях Вы сможете рассмотреть количество кристаллов, влияющих на тип самого полупроводникового устройства. В корпусе СМД расположено несколько полупрозрачных кристаллов, соединяясь – они выдают определенный свет. Часто используются в лампах на 220 В. Последним, теоретическим способом сколько вольт потребляет светодиод, является программное обеспечение. Вы можете воспользоваться программами, которые содержат в себе целую базу данных. Введя уже известные параметры и цвет, Вы получите приблизительные данные. Далеко не всегда они верны, поэтому от теории переходим к практике.

Конструкция

Светодиод — это полупроводниковый элемент, по конструкции схожий с диодом. При прохождение через светодиод тока создается видимое глазу оптическое излучение. Данная деталь состоит из:

1. Анода, через который подается положительный заряд.
2. Катода, через который подается отрицательный заряд.
3. Отражателя световых потоков.
4. Излучающего полупроводникового чипа или кристалла.
5. Рассеивателя свечения.

Для ламп любых форм эта стандартная конструкция. Для достижения яркости, производители только увеличивают число слоев или количество кристаллов. Эти значения прямо влияют на мощность.

Зачем нужно знать мощность

Мощность светодиода нужна для выбора подходящего источника питания. Зная потребление светодиода, мы можем подобрать нужный ему блок питания. Расчет по мощности позволит избежать проблем при дальнейшей работе или сэкономить средства.

Рассмотрим примеры, чтобы стало понятно, о чем идет речь. Например, имеем светоизлучающий диод с рабочим напряжением 3,5 Вольта и током 0,1 Ампера. По формуле расчета мощности P=I*U, получаем значение P=3,5*0,1 => P=0,35 Ватт. Мощность десяти составит 3,5 Ватта или 1 Ампер. Отсюда делаем вывод, что для подключения одного светодиода нам потребуется блок питания (БП) мощностью 0,385 Ватта (с запасом 10%). Для подключения десяти понадобится БП на 3,85 Вт (также с запасом 10%).