找出LED的Vf以便选择合适的电阻的简单方法


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我想知道使用测量工具找出LED正向电压的最简单方法是什么。我知道我们可以假设红色LED的电压在1.8V-2.2V左右,并且对于其他LED颜色我们也有类似的信息,但是我想知道是否有一种方法可以不假设那样。

我购买了几种LED,这些LED的规格没有数据表-因此,作为练习,我想将这些信息记下来。(我在学)

我看到的大多数答案都是通过将LED串联到电阻上开始的,但是我想确保电阻在连接之前正确。


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这太模糊了,听起来您使一切都变得太复杂了。您所说的“正确”是什么意思?如果您要通过LED注入特定电流,则可以使用具有稳定电流输出的电源,或者构建简单的电流吸收电路。挂钩,用VOM测量Vf。您也可以测量是否需要。只要确保电压测量中不包含电流表电压降即可。在您知道所需的If下的Vf之后,您应该能够轻松地计算出适当的电阻值。
mkeith

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我的理解也可能是错误的,请随时在我的问题中指出概念性错误。我的疑问是:在将LED连接到电阻之前,我想弄清楚LED的Vf。原因是我是新手,所以我想避免对此做任何假设。首先测量->计算->工具。
diegoreymendez 2015年

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您应该始终小电流安全,因此可以从已知太大的电阻开始,然后尝试使用越来越小的电阻(因此电流越来越大)。当您对它的亮度感到满意时就停下来。
奥斯汀

Wikipedia文章LED电路很好地解释了简单LED电路所需的各种计算和注意事项。
理查德·钱伯斯

Answers:


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我同意这里的其他人...您正在努力。

正如其他人提到的那样,LED的正向压降会随其偏置电流而变化,但是对于几乎每个应用程序,爱好者都不会介入,您不必花费大量时间来担心。

几乎每个手持式万用表都有一个二极管设置。它会告诉您在电表的测试偏置水平(通常为几个mA)下二极管的正向电压。这将使您很快进入正确的球场。

确定LED正向下落(简便方法)

  1. 将仪表设置为二极管设置(即本图中的#14)。

这张照片

  1. 将LED连接到仪表导线,确认极性正确
  2. 仪表将显示正向下降(对于大多数LED,通常为1V-3V。)请注意,LED可能会发光。

现在您已经有了LED的正向压降,您可以算出“链”中其他所有电压都需要降低多少电压。对于非常简单的电路,它可能只是一个限制电阻。对于更复杂的电路,它可能是双极晶体管或场效应晶体管,甚至可能是更深奥的东西。两种方式:通过串联电路的电压将分配到电路中的所有元件。假设一个非常简单的电路带有一个红色的LED,一个电阻和电源。

如果仪表指示LED的电压为1.2V Vf,则您的电阻将必须下降5V-1.2V或3.8V。假设您想要通过LED的电流约为10mA,那么应用欧姆定律就很简单了。我们知道,在串联电路中,通过所有元件的电流必须相同,因此通过电阻的10mA表示通过LED的10mA。所以:

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

如果使用串联的380欧姆电阻器将LED连接到5V电源,则会发现LED发光得如预期。现在您的电阻器可以处理功耗了吗?让我们来看看:

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

对于任何1/4或1 / 8W电阻,38mW都在功耗规范之内。一般来说,除非您知道自己在做什么,否则您希望一直保持在设备的额定功率之下。重要的是要认识到,额定功率为1 / 4W的电阻在耗散1 / 4W时不一定会摸起来凉!

如果您想用24V电源驱动相同的LED怎么办?欧姆定律再次解救:

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):

和功率检查(使用备用功率方程式只是为了改变情况):

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

现在您会注意到,通过提高施加的电压,我们已经提高了电阻两端的电压,这反过来又导致电阻耗散的总功率大大提高。虽然从技术上讲217mW在250mW以下,但四分之一瓦的电阻器可以处理,但它会变。我建议改用1 / 2W电阻。(我对电阻器的经验法则是将其耗散保持在其额定值的一半以下,除非您正在积极地对其进行冷却或规范中有特定的要求)。


崇高的回答,除了晶体管的饱和时CE压降不需要(通常不是)1.4V之外,否则一切都可以完美地解释和解决。
Asmyldof

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@diegoreymendez是的,我的仪表也将它们设置在相同的位置。通常,会有另一个按钮在同一选择开关位置上的模式之间进行选择。有关电表的详细信息,请查阅电表手册。
akohlsmith

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@diegoreymendez,您是对的,您确实想知道Vf是什么,以便正确驱动它,但是我们在这里所说的是,非常粗略的“经验法则”适用于此类应用程序。当不需要更多的精度时,许多新手就会陷入非常精确的境地。什么时候您必须是精确的,什么时候可以是普通的,就会有经验,而且通常还会损坏零件。:-)
akohlsmith

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@diegoreymendez:您的电表在二极管测试模式下的最大读数显然为1.99伏,因此如果它高于该电压,则无法指示Vf。对于高电压LED,您必须使用其他答案中提到的一种方法。
彼得·贝内特

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@ Ned64没有数据表,您可以尝试一下。测光表和可变电阻器将为您提供一条曲线,显示输入电流与光输出的关系。它要比这复杂一些,但实际上没有“完美电流”之类的东西-所有组件都会随PVT的变化而变化。选择一个适用于80%情况的值(实际上可能是99%)并运行它。
akohlsmith,2015年

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如果您有一个具有可调节电流限制的电源(像这样的电源),那么它将变得非常容易。

  1. 将输出电压设置为5V左右,并一直调低电流限制。
  2. 不使用电阻将二极管直接连接到电源。不用担心 您已经限制了电流!
  3. 调高电流直到达到目标(例如20mA)。

电源将通过LED的电流限制为拨入的限制。电压显示屏将向您显示推动那么多电流所需的电压。那就是你的正向电压!


这似乎并不快也不容易,但它可以工作。对我来说,快速而轻松地是使用仪表的二极管压降设置并测量LED。:-)
akohlsmith,2015年

@akohlsmith是的!您应该将其回答!我发现我的电表只给出了一个粗略的估计,因为1-2mA时的Vf可能比20mA时的Vf大不相同...
bitmack

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无需将输出短路,只需将电流限制降低到零,将LED连接到电源上,然后将电流调整为所需的LED电流并读取电源的输出电压即可。那将是Vf。
EM Fields

@EMFields啊,多年来我一直在做那额外的步骤!谢谢你 我将编辑答案...
bitsmack

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@diegoreymendez是的,串联电阻的原因是限制流过LED的电流。您的“标准” LED,称为“ 5mm”或“ T 1-3 / 4”,通常可以处理20mA。某些表面贴装的LED只能处理几个mA,而3W LED可以处理一个完整的安培(Vf = 3V!)。电流越大,照明越亮。我通常会发现5mA的电流足以满足5mm LED的需求,尽管它可能需要20mA的电流。这取决于您的应用程序。
bitsmack

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大多数普通的LED可以处理至少20 mA的电流,因此,如果您选择的电阻值在直接跨电源连接时会通过20 mA,则与该电阻串联时,LED不会受到损坏。然后只需测量LED两端的电压即可获得LED的正向电压。LED电压会随电流而略有变化,但最终选择使用的电流并不严格。

我通常认为常见的红色,黄色和绿色LED约为2伏,我的目标电流约为10 mA(尽管我最近有一些非常高效的绿色LED,必须将电流降低至1 mA以下才能获得所需的亮度) (昏暗?)。并不需要真正地对此进行超级科学的研究!


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实际上,我最近从中国一家晶圆厂采样了几个卷轴,并且深红色,翠绿色,浅绿色和橙色LED如此亮,在正常的测试板上可以显示逻辑信号,我使用0.05mA以避免在这种情况下的盲目性一次完整字节1的个数。
2015年

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扩展Peter Bennett的答案:带上您的LED,添加一个1k电阻,并施加12伏特(确保极性正确)。现在测量LED两端的电压。这将为您提供大约10 mA的Vf。如果您想知道20 mA时的Vf,请使用500欧姆电阻。如果要知道1 mA的Vf,请使用10k。这些数字都不是非常精确的,但是精确地了解Vf并不是一个普遍有用的想法。至少,Vf会随温度而变化,因此对它的痴迷不会带您到任何地方。


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您会误解LED的工作原理,因为Vf并不是您施加在LED两端的电压才能使其正常工作,而是当迫使电流流过LED时,LED两端出现的电压(下降)。

如果您查看正确的数据手册,将会看到为特定电流指定的Vf(min),Vf和Vf(max),这意味着如果强制指定电流通过LED,则可以预期Vf落在Vf(min)和Vf(max)之间的任何位置,其中Vf为典型值。

因此,您的问题的答案是:

在此处输入图片说明

电源是任何电压可变电源,R为LED提供镇流器,从而降低了其对电源变化的敏感性。

如果您不经意地将电源调得过高,这将阻止LED释放其魔烟,并且其值[R]在合理范围内并不重要。

例如,如果您使用1000欧姆电阻,并且试图通过LED推动20 mA,则20 mA也必须通过R,因此R会下降:

 E = IR=0.02A×1000Ω=20 volts,

而且您需要在LED上留出一些余量。

“ A”是用于测量流经LED的电流的电流表,“ V”是用于测量LED两端的电压的电压表。

在使用中,您要做的是从零伏特开始供电,然后将其向上摇动直到电流表读数为20毫安,然后电压表上显示的电压将是在特定电流和环境下该特定二极管的Vf。温度。

回到您的问题,确定LED串联电阻值“正确”的方法是首先确定所需正向电流(If)的Vf,然后使用欧姆定律确定电阻值,像这样:

R = VsVfIf

那么,假设Vs(电源电压)为12伏,Vf为2伏,如果If为20 mA,我们将得到

R = 12V2V0.02A=500 ohms

然后,为了确定电阻器将消耗的功率,我们可以这样写:

Pd = (Vs - Vf)×If = 10V×0.02A=0.2 watts

510欧姆是最接近的E24(+/- 5%)值,如果保持在20mA的保守值,则应该使用1/4瓦电阻器。

鸭汤,是吗?;)


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但是它确实是双向的。如果您有一个理想的电压源,在某个电流下V = LED的Vf,而没有别的,LED会通过该电流。当然,坏消息是,如果您的温度过高(电源不完善,温度引起的漂移等),您的电流可能会大大升高并烧毁LED,因此,这不是在实践中进行调节的好方法。
hobbs 2015年

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建立一个恒流源,因为普通的台式电源不会降到这么低的水平。这可能是一个简单的一两个晶体管电路。这很容易,因为它不需要准确。感应电流将是您打算驱动LED的电流。现在,您的DVM将为您提供正向电压测量,并且您不会烧毁任何LED

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