Подробно о напряжении светодиода — как узнать рабочий ток

Почему светодиоды выходят из строя

Продолжительная и корректная работа светодиода в идеальных условиях обеспечивается строго нормированным током, показатели которого ни в коем случае не должны превышать номинал самого элемента. Обеспечить эти параметры можно лишь с помощью диодов и собственного стабилизатора напряжения, известного как драйвер. Однако данные стабилизирующие устройства применяются совместно с лампами повышенной мощности.

Большинство маломощных светодиодных ламп, не имеют драйвера в цепочке подключения. Для ограничения тока используется обычный резистор, выполняющий функции стабилизатора. На практике эта функция выполняется далеко не в полном объеме, что и является основной причиной перегораний и поломок светодиодов. Защита резистором обеспечивается лишь в идеальных условиях, при корректных расчетах номинального тока и стабильном питающем напряжении. Однако на самом деле эти условия соблюдаются не полностью или не соблюдаются вовсе.

Таким образом, перегорание светодиодов происходит из-за низкого предела обратного напряжения, характерного для всех элементов данного типа. Достаточно любого электростатического разряда или неправильного подключения, чтобы светодиодный источник света вышел из строя. После этого остается лишь проверить его работоспособность и при необходимости заменить. Рекомендуется проверять светодиоды еще до их монтажа на печатную плату. Это связано с тем, что определенная доля изделий оказывается изначально бракованной по вине производителя.

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.

Как определить напряжение

Самый очевидный метод определения напряжения полупроводникового прибора – это использовать регулируемый источник питания. Если блок питания регулируется с нуля и при этом возможен контроль тока (а еще лучше – его ограничение), то больше ничего не нужно.

Надо подключить LED к источнику, строго соблюдая полярность. Дальше надо плавно поднимать напряжение (до 3..3,5 В). При определенном напряжении светодиод вспыхнет в полную силу. Этот уровень будет примерно соответствовать рабочему току, который можно считать по амперметру. Если у прибора нет встроенного амперметра, то крайне желательно контролировать ток по внешнему прибору.

Проверка светодиода с помощью регулируемого источника питания.

Такой метод применим к приборам оптического диапазона. Свечение УФ- и ИК-светодиодов не видно человеческим зрением, но в последнем случае можно наблюдать за включением LED через камеру смартфона. Таким методом можно отследить появление инфракрасного излучения.

Свечение ИК-светодиода не видно невооруженным глазом, но наблюдается через камеру смартфона.

Если регулируемого источника нет, можно взять обычный блок питания с фиксированным выходом, заведомо превышающим предполагаемое напряжение светодиода. Или даже батарейку на 9 В, но в этом случае можно будет проверить только светодиод небольшой мощности. К светоизлучающему элементу надо последовательно припаять резистор так, чтобы ток в цепи не превысил верхний предел. Если предполагается, что LED маломощный и работает при токе не более 20 мА, то для источника с выходным напряжением 12 В резистор должен быть около 500 Ом. Если используется мощный осветительный прибор (например, типоразмера 5730) с током 150 мА (батарейка такой ток обеспечит не всегда), то резистор должен быть около 10 Ом. Надо подключить цепочку к источнику постоянного напряжения, убедиться в зажигании LED и замерить падение напряжения на нем.

Светодиод с припаянным резистором.

Существуют и альтернативные способы узнать, на сколько вольт рассчитан светодиод.

Мультиметром

Правильная полярность подключения LED к тестеру.

У некоторых мультиметров напряжение, подаваемое на клеммы в режиме тестирования диодов, достаточно велико для зажигания LED. Такой измерительный прибор можно использовать для определения рабочего напряжения светодиода, одновременно проверяя цоколевку полупроводникового элемента. При верном подключении p-n переход начнет светиться, а тестер покажет какое-то сопротивление (зависит от типа LED). Проблема этого метода в том, что для замера фактического значения Uрабочего на выводах светодиода потребуется второй мультиметр. И другой момент: измерительного напряжения мультиметра вряд ли будет достаточно для вывода светодиода в рабочую точку по току. Визуально это заметно по недостаточно яркому свечению, а для замеров это будет означать, что светодиод не вышел на линейную часть ВАХ и фактическое значение рабочего напряжения будет выше.

По внешнему виду

Сигнальные светодиоды различного цвета свечения.

Рабочее напряжение приблизительно можно оценить по внешнему виду и цвету свечения LED (иногда цвет можно определить даже не подавая питание на прибор). Для этого можно воспользоваться таблицей, приведенной выше. Но однозначно определить напряжение по цвету свечения светодиода не получится. Зачастую производители подкрашивают компаунд, чтобы цвет излучения p-n перехода сложился с цветом линзы и получился новый оттенок. К тому же даже в пределах одного цвета существует разброс параметров (см. таблицу) для светодиодов разных типов. Так, для LED белого свечения разница напряжений может достигать более 50%.

Полярность SMD-светодиода

На текущий момент все более популярными становятся безвыводные элементы для непосредственного монтажа на плату (SMD – surface mounted device). Такие радиоэлементы, в отличие от обычных, имеют преимущества:

  • в процессе изготовления печатной платы не надо сверлить отверстия – технология становится дешевле и быстрее;
  • электронные устройства получаются меньших размеров;
  • упрощается конструирование ВЧ-устройств – отсутствие выводов сводит к минимуму паразитные наводки.

Но стремление к миниатюризации имеет оборотную сторону – определить выводы СМД-светодиода сложнее. К нему трудно подключить щупы тестера или источника питания

Поэтому важно нанесение понятной маркировки прямо на корпус элемента для исключения ошибок при монтаже. Такое обозначение выполняется в виде метки на корпусе (скоса или углубления) или в виде мнемонического рисунка

Цоколевка SMD-LED типоразмера 5730.

Цоколевка SMD-LED типоразмера 0805.

А самым простым случаем является включение светоизлучающего диода в цепь переменного тока. В этом варианте полярность светодиода значения не имеет.

Что такое светодиод и его принцип работы

Светодиод (СД, LED) представляет собой обычный полупроводниковый диод, изготовленный на основе кристаллов:

  • арсенида галлия, фосфида индия или селенида цинка – для излучателей оптического диапазона;
  • нитрида галлия – для приборов ультрафиолетового участка;
  • сульфида свинца – для элементов, излучающих в инфракрасном диапазоне.

Выбор данных материалов обусловлен тем, что p-n переход диодов, изготовленных из них, при приложении прямого напряжения излучает свет. У обычных диодов из кремния или германия такое свойство выражено очень слабо – свечение практически отсутствует.

Излучение светодиода не связано со степенью нагрева полупроводникового элемента, его вызывает переход электронов с одного энергетического уровня на другой при рекомбинации носителей зарядов (электронов и дырок). Свет, испускаемый в результате, является монохроматическим.

Особенностью такого излучения является очень узкий спектр, и выделить нужный цвет светофильтрами затруднительно. А некоторые цвета свечения (белый, синий) при таком принципе изготовления недостижимы. Поэтому в настоящее время распространена технология, при которой внешняя поверхность светодиода покрывается люминофором, а его свечение инициируется излучением p-n перехода (которое может быть видимым или лежать в УФ-диапазоне).

На сколько вольт бывают светодиоды

Параметры светодиодов большей частью зависят от материала, из которого изготовлен p-n переход, хотя часть характеристик все же зависит от конструктива. Типовые значения рабочего напряжения и цвет свечения для маломощных элементов при токе 20 мА сведены в таблицу:

МатериалЦвет свеченияДиапазон прямых напряжений, В
GaAs, GaAlAsИнфракрасный1,1 – 1,6
GaAsP, GaP, AlInGaPКрасный1,5 – 2,6
GaAsP, GaP, AlInGaPОранжевый1,7 – 2,8
GaAsP, GaP, AlInGaPЖелтый1,7 – 2,5
GaP, InGaNЗеленый1,7 – 4
ZnSe, InGaNГолубой3,2 – 4,5
ЛюминофорБелый2,7 – 4,3

Мощные осветительные светодиоды работают при больших токах. Так, кристалл популярного LED 5730 предназначен для длительной эксплуатации при токе 150 мА. Но из-за крутой ВАХ, стабилизирующей падение напряжения, его Uраб составляет около 3,2 В, что укладывается в указанное в таблице значение.

Как определить напряжение светодиода

Самый очевидный метод определения напряжения полупроводникового прибора – это использовать регулируемый источник питания. Если блок питания регулируется с нуля и при этом возможен контроль тока (а еще лучше – его ограничение), то больше ничего не нужно.

Надо подключить LED к источнику, строго соблюдая полярность. Дальше надо плавно поднимать напряжение (до 3..3,5 В). При определенном напряжении светодиод вспыхнет в полную силу. Этот уровень будет примерно соответствовать рабочему току, который можно считать по амперметру. Если у прибора нет встроенного амперметра, то крайне желательно контролировать ток по внешнему прибору.


Проверка светодиода с помощью регулируемого источника питания.

Такой метод применим к приборам оптического диапазона. Свечение УФ- и ИК-светодиодов не видно человеческим зрением, но в последнем случае можно наблюдать за включением LED через камеру смартфона. Таким методом можно отследить появление инфракрасного излучения.


Свечение ИК-светодиода не видно невооруженным глазом, но наблюдается через камеру смартфона.

Если регулируемого источника нет, можно взять обычный блок питания с фиксированным выходом, заведомо превышающим предполагаемое напряжение светодиода. Или даже батарейку на 9 В, но в этом случае можно будет проверить только светодиод небольшой мощности. К светоизлучающему элементу надо последовательно припаять резистор так, чтобы ток в цепи не превысил верхний предел. Если предполагается, что LED маломощный и работает при токе не более 20 мА, то для источника с выходным напряжением 12 В резистор должен быть около 500 Ом. Если используется мощный осветительный прибор (например, типоразмера 5730) с током 150 мА (батарейка такой ток обеспечит не всегда), то резистор должен быть около 10 Ом. Надо подключить цепочку к источнику постоянного напряжения, убедиться в зажигании LED и замерить падение напряжения на нем.


Светодиод с припаянным резистором.

Существуют и альтернативные способы узнать, на сколько вольт рассчитан светодиод.

Мультиметром


Правильная полярность подключения LED к тестеру.

У некоторых мультиметров напряжение, подаваемое на клеммы в режиме тестирования диодов, достаточно велико для зажигания LED. Такой измерительный прибор можно использовать для определения рабочего напряжения светодиода, одновременно проверяя цоколевку полупроводникового элемента. При верном подключении p-n переход начнет светиться, а тестер покажет какое-то сопротивление (зависит от типа LED). Проблема этого метода в том, что для замера фактического значения Uрабочего на выводах светодиода потребуется второй мультиметр. И другой момент: измерительного напряжения мультиметра вряд ли будет достаточно для вывода светодиода в рабочую точку по току. Визуально это заметно по недостаточно яркому свечению, а для замеров это будет означать, что светодиод не вышел на линейную часть ВАХ и фактическое значение рабочего напряжения будет выше.

Определение прямого напряжения

Перед тем, как узнать напряжение питания светодиода, устанавливают соответствующие настройки мультиметра: ток и U. Перед тестированием устанавливают сопротивление на самое высокое значение, чтобы избежать перегорания светодиода. Это можно сделать просто: зажимают выводы мультиметра, регулируют сопротивление до тех пор, пока ток не достигнет 20 мА и фиксируют напряжение и ток. Для того чтобы измерить прямое напряжение светодиодов понадобятся:

  1. Светодиоды для проверки.
  2. Источник U светодиода с параметрами выше, чем светодиодный индикатор постоянного напряжения.
  3. Мультиметр.
  4. Зажимы Alligator, чтобы удержать светодиод на тестовых проводах для определения напряжения питания светодиодов в светильниках.
  5. Провода.
  6. Переменный резистор 500 или 1000 Ом.

Первичный ток синего светодиода составлял 3,356 В при 19,5 мА. Если используются напряжение 3,6 В, значение резистора для использования рассчитывают по формуле R = (3,6 В-3,356 В) / 0,0195 А) = 12,5 Ом. Для измерения светодиодов высокой мощности выполняют ту же процедуру и устанавливают ток, быстро удерживая значение на мультиметре.

Измерение напряжения питания smd светодиодов высокой мощности с прямым током> 350 мА может быть немного сложным, потому что, когда они быстро нагреваются, U резко падает. Это означает, что ток будет выше при заданном U. Если пользователь не успеет, он должен будет остудить светодиод до комнатной температуры, прежде чем снова выполнять измерение. Можно использовать 500 Ом или 1 кОм. Чтобы обеспечить грубую и точную настройку или последовательно подключать переменный резистор более высокого и низкого диапазона.

Основные характеристики светодиодов

Как и любой диод, LED имеет общие, «диодные» характеристики. Предельные параметры, превышение которых ведет к выходу прибора из строя:

  • максимально допустимый прямой ток;
  • максимально допустимое прямое напряжение;
  • максимально допустимое обратное напряжение.

Остальные характеристики носят специфический «светодиодный» характер.

Цвет свечения

Цвет свечения – этот параметр характеризует СД оптического диапазона. У осветительных приборов в большинстве случаев белый с различной световой температурой. У индикаторных может быть любым из видимой цветовой гаммы.

Длина волны

Этот параметр в определенной степени дублирует предыдущий, но с двумя оговорками:

  • у приборов ИК и УФ диапазонов видимого цвета нет, поэтому для них эта характеристика единственная, характеризующая спектр излучения;
  • этот параметр больше применим для светодиодов с непосредственным излучением – элементы с люминофором излучают в широкой полосе, поэтому однозначно их свечение длиной волны не охарактеризовать (какая длина волны может быть у белого цвета?).

Поэтому длина излучаемой волны – достаточно информативная цифра.

Потребляемый ток

Потребляемый ток – это рабочий ток, при котором яркость излучения оптимальна. При его небольшом превышении не происходит скорого выхода прибора из строя – и в этом его отличие от максимально допустимого. Снижение его также нежелательно – интенсивность излучения упадет.

Мощность

Потребляемая мощность – здесь все просто. На постоянном токе – это просто произведение потребляемого тока на приложенное напряжение. Путаницу в это понятие вносят производители светотехники, указывая на упаковке крупными цифрами эквивалентную мощность – мощность лампы накаливания, световой поток которой равен потоку данного светильника.

Видимый телесный угол

Видимый телесный угол проще всего представить в виде конуса, исходящего из центра источника света. Данный параметр равен углу раскрыва этого конуса. Для индикаторных светодиодов он определяет, как срабатывание сигнализации будет видно со стороны. Для осветительных элементов от него зависит световой поток.

Максимальная сила света

Максимальная сила света в технических характеристиках прибора указывается в канделах. Но на практике удобнее оказалось оперировать понятием светового потока. Световой поток (в люменах) равен произведению силы света (в канделах) на видимый телесный угол. Два светодиода с равной силой света дают разное освещение при разном угле. Чем больше угол, тем больше световой поток. Так удобнее для расчета систем освещения.

Падение напряжения

Падение напряжения при прямом токе – это напряжение, которое падает на светодиоде в открытом состоянии. Зная его, можно рассчитать напряжение, потребное, например, для открывания последовательной цепочки светоизлучающих элементов.

Watch this video on YouTube

Как проверить светодиод тестером

Светодиод – полупроводниковый прибор, по своей структуре напоминающий обычный диод. Поэтому проверить его можно как обычный диод — включением в прямом направлении, т.е. между анодом и катодом приложить положительное напряжение. Проверка не составит труда, если есть на руках обычный тестер. В отличие от обычных кремниевых диодов, прямое напряжение на которых составляет 0,6…0,7 В, светодиод имеет гораздо большее значение этого параметра. В зависимости от цвета и материала, красные имеют напряжение – 1,5…2 В, зеленые – 1,9…4 В, белые – около 3…3,5 В. Эта информация указана в документации производителя.

Еще одной особенностью светоизлучающего диода от обычного – низкое обратное напряжение, которое превышает прямое всего на несколько вольт. Это повышает риск выхода прибора из строя при неправильном включении или вследствие электростатического разряда. Как убедиться в исправности светодиода, прежде чем смонтировать его на плату?

Практически любой цифровой тестер (или мультиметр, кому как больше нравится) позволяет быстро проверить светодиод на работоспособность.

В простейшем случае, чтобы прозвонить светодиод, нужно включить мультиметр в режим проверки диодов, как показано на рисунке ниже.

Далее определим полярность включения. У выводных светодиодов катод обычно короче анода. Если выводы одинаковой длины (кто-то «заботливо» обкусил), то смотрим на просвет. На рисунке видно, что внутри самого корпуса располагаются два электрода, обычно тот который большего размера – катод, но это не всегда так, поэтому не стоит брать это за правило.

Остается только подключить тестер к выводам светодиода. Красный щуп к аноду, черный – к катоду (если, конечно, у вас стандартные цвета щупов). Исправность определяется по свечению.

Этим же способом можно проверить и мощный светодиод. Такие обычно смонтированы на плату с металлической подложкой (MCPCB). Полярность обычно подписана рядом с контактными площадками. Если нет, тогда наугад. Вероятность повредить светодиод тестером очень мала – не та мощность.

Еще проще и удобнее прозвонить выводные светодиоды, если в мультиметре есть функция проверки транзисторов. В этом случае нужно всего лишь вставить в соответствующий разъем выводы. Для секции NPN: анод в отверстие С (коллектор), катод в E (эмиттер). Для секции PNP – с точностью до наоборот. Наглядно проверка показана на рисунке ниже.

Когда дело касается мощных осветительных светодиодов, работающих на токах порядка сотен и тысяч мА, то встречается такой дефект: при «прозвонке» светодиод подсвечивается и признается годным, а когда включается на рабочий ток, то светит словно «в полнакала». Это связано с дефектом кристалла и если замена бракованных светодиодов в готовом изделии (например, прожекторе) затруднена, то необходимо проверить их заранее.

Более тщательная проверка, помимо мультиметра, потребует еще и источника тока. Идеальный вариант – наличие лабораторного источника, но подойдет и адаптер для зарядки мобильных телефонов или других устройств. Главное, чтобы он имел стабилизацию по току.

Последовательность такова:

  1. мультиметр переключаем на предел «10 А» (не забываем переставить щуп в соответствующее гнездо) и включаем в цепь последовательно между светодиодом и источником питания;
  2. включаем питание, измеряем силу тока, выключаем питание;
  3. мультиметр включаем параллельно светодиоду, установив предел измерения «20 В» (опять же не забывая переставить щуп, а то устроим КЗ), источник соединяем напрямую со светодиодом, соблюдая полярность;
  4. включаем питание, измеряем падение напряжения на светодиоде, выключаем питание;
  5. проверяем исправность по соответствию тока и напряжения по кривой вольтамперной характеристики, приведенной производителем в data sheet.

Фотодиод — Он может увидеть свет

Фотодиод генерирует ток, когда его р-п перехода получает фотоны видимого или инфракрасного света. Основная работа фотодиода зависит от поглощения фотонов в полупроводниковом материале. Фото-генерируемых носителей разделены электрическим полем, и в результате фототок пропорционален падающему свету. Скорость, с которой носители движутся в области обеднения связана с силой электрического поля по всему региону и подвижность носителей.

Фотон, который поглощается полупроводником в области обеднения приведет к образованию электронно-дырочной проводимости. Дырки и электроны будут транспортироваться под действием электрического поля к краям области обеднения. После носителей покидают область истощения они идут к клеммам фотодиода, чтобы сформировать фото-ток во внешней цепи. Время отклика фотодиода, как правило, 250 наносекунд .

Как проверить светодиод мультиметром

20.05.2017

Светоизлучающие диоды нашли широкое применение в современных осветительных приборах. Это обусловлено их экономичностью и высокой надежностью по сравнению с обычными электролампами.

Тем не менее, LED-элементы не застрахованы от неисправностей. Проверить их работоспособность можно различными способами, но наиболее точным и простым методом является проверка с помощью тестера.

В этой статье мы поговорим о том, как проверить светодиод мультиметром, и каковы особенности этой процедуры.

Тестирование светодиодов в режиме прозвонки

Мультиметр представляет собой универсальный измеритель, который позволяет проверить исправность практически любого электрического устройства или элемента. Чтобы проверить с помощью тестера светоизлучающий диод, необходимо, чтобы прибор мог переключаться в режим проверки диодов, который чаще всего называют прозвонкой.

Проверка исправности светодиода мультиметром производится в следующем порядке:

  • Установить переключатель тестера в режим проверки диодов.
  • Подключить щупы мультиметра к контактам проверяемого элемента.

При подключении LED следует учитывать полярность его выводов (черный щуп измерительного прибора подключается к катоду, а красный – к аноду). Впрочем, если точное расположение полюсов неизвестно, то ничего страшного в неправильном подсоединении нет, и светодиод в этом случае из строя не выйдет.

Если щупы подключены к контактам неправильно, то начальные показания на табло тестера не изменятся. Если полярность не перепутана, рабочий диод начнет светиться.

  • Ток прозвонки имеет небольшое значение, и его недостаточно для того, чтобы светодиод работал в полную силу. Поэтому увидеть свечение элемента можно, слегка затемнив помещение.
  • Если возможности приглушить освещение нет, нужно посмотреть на показания мультиметра. При проверке рабочего диода значения на табло прибора будут отличаться от единицы.

Наглядно проверка светодиодов на видео:

С помощью этого метода можно проверить на работоспособность даже мощный диод. Минус такого способа заключается в том, что провести диагностику элементов, не выпаивая их из схемы, не получится. Чтобы протестировать LED в схеме, к щупам необходимо подсоединить переходники.

Иногда исправность детали проверяется путем измерения сопротивления, но этот способ не получил широкого распространения, поскольку чтобы воспользоваться им, нужно знать технические параметры диода.

Проверка светодиодов без выпаивания

Для подсоединения щупов измерительного прибора к колодке PNP к ним следует припаять маленькие металлические наконечники, для чего можно использовать простые канцелярские скрепки.

Чтобы надежнее изолировать кабели с припаянными наконечниками, следует вставить между ними прокладку из текстолита и обмотать конструкцию изолентой.

Путем этих несложных манипуляций мы получим надежный и одновременно простой переходник, с помощью которого сможем подсоединить щупы мультиметра к контактам светоизлучающего диода.

Затем щупы подключаются к контактам LED-элемента, при этом выпаивать последний из общей схемы не требуется. Дальнейшая проверка производится в том же порядке, который описан выше.

Приведем наглядный пример проверки исправности светодиода без выпаивания его из схемы.

Проверка светоизлучающих диодов в фонариках

При тестировании элементов светодиодных фонариков прибор нужно разобрать и достать из него плату со смонтированными LED. Затем наконечники, припаянные к щупам мультиметра, подключаются с соблюдением полярности к ножкам светодиода прямо на плате.

Переключатель тестера устанавливается в режим прозвонки, после чего можно определить, исправен ли элемент, по отразившимся показаниям на табло и по наличию (или отсутствию) свечения.

Проверка светодиодов без выпаивания удобна и тем, что позволяет определить неисправность путем замера величины сопротивления в схеме. Так, при параллельном подключении LED приближающееся к нулю сопротивление говорит о неисправности как минимум одного из элементов. Получив такие результаты, нужно проверить каждый светодиод по отдельности вышеизложенными способами.

На видео проверка светодиодов лампочки без выпаивания:

Заключение

Из этого материала вы узнали, как проверить светодиод на исправность мультиметром. Процедура эта совсем несложна, и, имея под рукой обычный тестер, каждый сможет проверить работоспособность светодиодов в бытовых приборах.

Как определить полярность светодиода

Для определения полярности выводов существует несколько методов.

  1. У безвыводных элементов (включая COB) полюсность напряжения питания обозначается прямо на корпусе – символами или приливами на оболочке.
  2. Так как светодиод имеет обычный p-n переход, его можно прозвонить мультиметром в режиме проверки диодов. Некоторые тестеры имеют измерительное напряжение, достаточное для зажигания светодиода. Тогда правильность подключения можно контролировать визуально по свечению элемента.
  3. Некоторые приборы производства CCCP в металлическом корпусе имели ключ (выступ) в районе катода.
  4. У выводных элементов вывод катода более длинный. По этому признаку определить цоколевку можно только у непаянных элементов. У бывших в употреблении LED выводы укорачиваются и изгибаются для монтажа произвольным образом.
  5. Наконец, узнать расположение анода и катода возможно тем же методом, что и для определения напряжения светодиода. Свечение будет возможно только при правильном включении элемента – катод к минусу источника, анод – к плюсу.

Развитие технологий не стоит на месте. Ещё несколько десятилетий назад светодиод был дорогой игрушкой для лабораторных опытов. Сейчас без него трудно представить жизнь. Что будет дальше – покажет время.

Что такое полупроводниковый диод, виды диодов и график вольт-амперной характеристики

Что измеряется в люменах и какие нормы освещенности на 1 квадратный метр?

Как правильно рассчитать резистор для светодиода?

Как выбрать светодиодную ленту для подсветки, типы светодиодных лент, расшифровка маркировки

Принцип работы и основные характеристики стабилитрона

Что такое цветовая температура светодиодных ламп?

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.).

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.

Спецификация устройств

Свод различных параметров светодиодов и напряжения питания находится в спецификациях продавца. При выборе светодиодов для конкретных применений необходимо понимать их различие. Существует множество различных спецификаций светодиодов, каждый из которых будет влиять на выбор конкретного вида. Основой спецификаций светодиодов являются цвет, U и сила тока. LEDS имеют тенденцию обеспечивать один цвет.

Цвет, излучаемый светодиодом, определяется с точки зрения его максимальной длины волны (lpk), то есть длины волны, которая имеет максимальную светоотдачу. Обычно вариации процесса дают пиковые изменения длины волны до ± 10 нм. При выборе цветов в спецификации LED стоит помнить, что человеческий глаз наиболее чувствителен к оттенкам или цветовым вариациям вокруг желтой/оранжевой области спектра — от 560 до 600 нм. Это может повлиять на выбор цвета или положения светодиодов, что напрямую связано с электрическими параметрами.

Почему светодиодные лампы выходят из строя

Светодиодом называется полупроводниковое устройство, внешне напоминающее стандартный диод. Они отличаются малым пределом обратного напряжения. Электрический разряд или некорректная настройка схемы могут спровоцировать перегорание чипов. Малоточные яркие диоды, которые служат индикаторами источников питания, чаще всего перегорают из-за нестабильности напряжения в сети.

Самые распространенные причины перегорания диодных ламп – это:

  • неправильная сила тока. В характеристиках, прописанных на упаковке, указывается максимальный срок службы. Но это параметр при оптимальном токе около 20 мА. Китайские лампочки редко отличаются качеством, так как производители устанавливают в них дешевые чипы, часто использующиеся для подсветки дисплеев гаджетов. Эти элементы рассчитаны на 5 мА и перегорают быстро;
  • низкое качество диодов. С целью экономии производители нередко устанавливают в лампу чипы, изготовленные по устаревшим технологиям, а именно с прозрачным р-контактом. Этот вариант самый экономичный и применяемый для подсветки экранов смартфонов. При нагревании срок службы таких светодиодов значительно сокращается. Поэтому их нельзя использовать в светильниках;
  • тепловыделение. Иногда лампочка перегорает из-за перегрева. Это может быть спровоцировано плохим сочетанием корпуса со светодиодами. Например, если чип разработан на основе новейших технологий, работать в корпусе чипов прошлых поколений он будет с трудом и быстро перегорит. В большинстве случаев это связано с размером посадочного гнезда.
  • некачественная сборка. Из-за жесткой конкуренции производители пытаются выводить на рынок как можно больше устройств. Поэтому контроль сборки снижается, что становится причиной деградации диодов.
  • неправильное использование. Перегрев лампочки может произойти не только из-за нарушения технологии сборки. Иногда целесообразнее приобретать лампы российских производителей, так как они адаптированы под работу местных сетей и лучше переносят перепады напряжения.

Рис. 6 – низкокачественная диодная лампа.

Светодиодные ленты устанавливать нужно только на алюминиевый профиль. Если лампа постоянно перегорает независимо от производителя, необходима проверка проводки.

Рекомендуем изучить: Ремонт Led лампочек в домашних условиях.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий