Jak napięcie może wypalić diodę LED?


10

Rozumiem, w jaki sposób prąd wyższy niż znamionowy dla diody LED może wypalić diodę, ale w jaki sposób dzieje się coś równoważnego z napięciem?

Jeśli prawidłowy prąd znajduje się na diodzie LED, ale napięcie jest zbyt wysokie, co powoduje jego przepalenie?

Po prostu nie widzę, jaki wpływ ma napięcie na diodę LED.


1
Co masz na myśli mówiąc, że napięcie jest zbyt wysokie? Napięcie zasilania? Napięcie na samej diodzie LED?
Null

20
Sytuacja niemożliwa: prąd jest w porządku, ale napięcie jest zbyt duże.
Andy aka

1
Może ma na myśli napięcie odwrotne?
Bimpelrekkie

czy możesz rzucić jakieś przybliżone napięcie, które przykładasz, a rezystor szeregowo z diodą LED (zakładając spadek napięcia o 1,5 V)
User323693

1
@ Zastosuj uprzedzenie 50 V do przodu - prąd będzie w porządku po krótkim czasie. Lol.
Spehro Pefhany

Odpowiedzi:


40

Napięcie i prąd są ściśle powiązane. W przypadku próby zwiększenia napięcia na LED, prąd będzie wzrastać. Podobnie, aby zwiększyć prąd przez diodę LED, musisz zwiększyć napięcie na niej.

Nie można uzyskać prawidłowego prądu przez diodę LED, ale zbyt wysokie napięcie na niej.


Co powiesz na coś w rodzaju linii energetycznej o wysokim napięciu i niskim prądzie za transformatorem, ale na mniejszą skalę. Czy nie miałoby to akceptowalnego prądu, ale nie napięcia?
Bob

15
Jeśli spróbujesz zwiększyć napięcie na diodzie LED powyżej jej „naturalnego” napięcia dla danego prądu, prąd wzrośnie. Jeśli źródło napięcia nie może dostarczyć wymaganego prądu, napięcie spadnie do punktu, w którym źródło zasilania może dostarczyć prąd wymagany przez diodę LED. (lub źródło zasilania ulegnie awarii.)
Peter Bennett

1
@ Bob, spójrz na wykres w odpowiedzi Petera: Dopóki dioda LED nie jest uszkodzona, jej punkt pracy zawsze będzie punktem na tej niebieskiej krzywej. Zawsze. Kiedy mówimy o zasilaczu „wysokiego napięcia i niskiego prądu”, wysokie napięcie jest napięciem obwodu otwartego . Ale nawet jeśli napięcie to jest regulowane, jest regulowane tylko w pewnym zakresie prądu. Jeśli obwód (np LED) próbuje wyciągnąć więcej niż max prąd z zasilacza, a następnie napięcie zasilania będzie spadać.
Solomon Slow

20

Jak możesz zebrać z innych odpowiedzi, napięcie (U) i prąd (I) są ze sobą powiązane. W przypadku prostego rezystora:

U = R * I

gdzie R jest stałą rezystancją rezystora. Dioda jest tylko nieco bardziej skomplikowana. Tutaj możemy użyć wykresu, aby pokazać związek. Wykres używa i dla prądu i V dla napięcia:

Wpisz opis zdjęcia tutaj

Zdjęcie pochodzi z zastosowania większych wartości rezystorów .


3

Najpierw dioda (diody LED to diody) powyżej pewnego napięcia jest jak obwód zamknięty. Problem polega na tym, że jak każdy drut dioda ma punkt krytyczny, po którym „spłonie”, w zasadzie zachodzą pewne nieodwracalne transformacje. Można więc powiedzieć, że dioda może wytrzymać określoną moc.

Teraz moc jest związana z napięciem w ten sposób: P = I * V, gdzie I jest prądem, a V napięciem. Ponieważ jest to obwód zamknięty, prąd przekracza it. Źródło nie może podać ∞ prądu i jest ograniczone do maksymalnej kwoty. Tak więc na diodzie zużyje tę maksymalną ilość i w ten sposób staje się stałą. Ponieważ I jest stała, oznacza to, że moc wzrasta proporcjonalnie do zmiennej lewej, która w naszym przypadku jest V (napięcie).


Czy chciałeś powiedzieć: „dioda ... powyżej pewnego napięcia jest jak obwód zamknięty”?
Nick Williams

Tak, poprawiłem. Napisałem to w pośpiechu i pomyliłem się co do terminów. Dzięki za zwrócenie uwagi
Luhter,

2

Jak wspomniano w jednym z komentarzy, to:

Jeśli prawidłowy prąd jest na diodzie LED, ale napięcie jest zbyt wysokie

... nie jest możliwe.

Jeśli prąd jest „prawidłowy”, wówczas napięcie będzie równe napięciu charakterystycznemu diody.

Na przykład:

schematyczny

symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab

Na powyższym schemacie Vdiodewyniesie około 1,9 V, ponieważ 10 kV / 1 MΩ wynosi około 10 mA, a to napięcie, do którego dociera ta konkretna dioda LED, jeśli jest spolaryzowane o 10 mA ( arkusz danych PDF ).

Gdybyś zmienił wartość R1na 1 om, wtedy około 10 kA przepłynęłoby na krótko przez diodę LED, co spowodowałoby, że byłaby przepaloną diodą LED.

Kluczową koncepcją dla grok jest różnica między regulatorami prądu stałego i napięcia stałego. Typowym zasilaczem „laboratoryjnym” jest napięcie stałe, co oznacza, że ​​wydziela X woltów przy pewnym prądzie i będzie regulować swoją moc wyjściową, aby pozostać na X woltów niezależnie od obciążenia. Diody do pewnego stopnia przybliżają regulatory prądu stałego, ponieważ można myśleć, że napięcie zależy od prądu.


Nie „niezależnie od obciążenia”, ale dla pewnego zakresu prądu. Przekrocz maksimum tego zakresu prądu, a napięcie spadnie (w taki czy inny sposób).
Solomon Slow

2

Rozumiem, dlaczego masz tutaj trudny czas. Dioda LED sama w sobie nie przypomina rezystora / lampy cieplnej. Dioda LED jest jak każda inna dioda, z wyjątkiem trybu przewodzenia do przodu, ponieważ elektrony przepływające przez złącze powodują, że atomy drżą z określoną częstotliwością, a nie tylko losowo jak normalny przewodnik. To potrząsanie powoduje światło.

Pomyśl o nich jak o gwizdku. Jedna nuta, jedna amplituda. (Podobnie jak źdźbło trawy trzymane między kciukami.) --- i to wymaga energii. Jeśli przepchniesz za dużo powietrza, z powodu wyższego ciśnienia (napięcia), wydmuchniesz trzcinę, która wytwarza wibracje.


... powodują, że atomy drżą z określoną częstotliwością, a [...] To wstrząsanie powoduje światło. Um, No. en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode#Physics
Solomon Slow

ok to elektrony.
SkipBerne

Tak, elektrony, to dobrze, ale nigdy jeszcze nie słyszałem, żeby fizyk powiedział „trzęsić się” przy opisywaniu emisji fotonu.
Solomon Slow

co jeszcze uważasz za błędne w tej analogii?
SkipBerne

1

Powyższa odpowiedź jest poprawna, ponieważ napięcie i prąd są ściśle powiązane. Jeśli myślisz o zwykłym oporniku, który działa zgodnie z prawem Ohma, możesz zobaczyć zależność V = I * R. W przypadku diody związek ten nadal istnieje, ale nie jest liniowy, dlatego w arkuszach danych diod LED widać wykresy napięcia i prądu. Więc jeśli zwiększysz napięcie na diodzie LED powyżej pewnego progu, prąd również wzrośnie, wypalając diodę LED.

Powodem, dla którego linia energetyczna ma wysokie napięcie i niski prąd, jest to, że linie energetyczne są super długie, co zwiększa jej rezystancję. Duże napięcie = duży opór * mniejszy prąd. Nadal wskazuje, że napięcie i prąd są natychmiast powiązane.


1

Diody hamują lawinę w odwrotnym nastawieniu. LED nie są wyjątkiem, ponieważ są diodami. Diody LED mają tolerancję określonego napięcia wstecznego, które może wytrzymać, ale po przekroczeniu może ulec uszkodzeniu. Zatem zastosowane nadmierne napięcie wsteczne ( V R ) może spowodować awarię lawinową.

Najłatwiej jest to zrobić, dodając do diody prostą diodę łączącą PN (jeśli chcesz uchronić swoją diodę przed uszkodzeniem).


3
Diody LED działają tylko z przesunięciem w przód, więc sugestie dotyczące odchylenia w odwrotnym kierunku są nieistotne (ale nadmierne odchylenie w odwrotnym kierunku spowoduje uszkodzenie diody LED, ale nie o to prosił OP).
Peter Bennett

1
@PeterBennett: Chociaż prawdą jest, że diody LED działają tylko w trybie odchylania do przodu, odpowiedziałem wrt Napięcie odchylenia zwrotnego, biorąc pod uwagę stwierdzenie „Po prostu nie widzę, jaki wpływ ma napięcie na diodę LED”. OP powiedział. Pomyślałem więc, że termin napięcie będzie oznaczać zarówno do przodu, jak i do tyłu.
WedaPashi

2
Myślę, że Peter Bennett miał na myśli fakt, że OP ma ograniczone zrozumienie działania diod LED w ogóle. Jest prawdopodobne, że nie rozumie takich pojęć, jak lawina, odwrotne uprzedzenie i skrzyżowanie PN, więc wchodzenie w szczegóły takie jak te mogą jedynie go jeszcze bardziej zdezorientować. Twoja odpowiedź jest jednak zgodna z faktami.
Dan Laks

1
-1 ... ostatnie zdanie jest niepoprawne. Dwie diody połączone szeregowo nie zapobiegną uszkodzeniu diody LED przez przepięcie lub nadmierne napięcie wsteczne.
DrFriedParts

1
@DrFriedParts: Druga dioda ograniczy całkowity prąd do jego prądu nasycenia zwrotnego, który jest dość niski. Zapobiega to wejściu diody LED w awarię. Więc WedaPashi ma rację. To nie pomaga w walce z przepięciem w przód, ale też nie twierdzi.
Andreas H.

-1

http://led.linear1.org/vf-help.php wygląda napięcia jest stała albo zmienia się trochę z prądem w led [ Nie wiem, dla wszystkich diod, ale działa z diodami LED ze mną ] dioda jest przeznaczony do podjęcia konkretnego napięcia nie mniej załóżmy, że Ex : 3,3 V dla białej diody LED i maksymalnego prądu 20 mA i R = V / I, więc jeśli masz 10 woltów, to powinieneś mieć 3,3 na diodzie LED, a 7,7 powinno być rozproszone przez rezystor [który ma wolt = 7,7 V i prąd 20 mA ] więc R = 7,7 / 0,020 = 385 omów

więc masz 3,3 V i 20 mA do zapalenia diody Teraz, jeśli u + napięcie Ex: 15 woltów [wolt na diodzie jest taki sam]
=> 3,3 V dla diody 11,7 V dla rezystora 385 omów, ponieważ I = v / r = 11,7 / 385 = 30,3mA
==> Prąd przekracza maks. (20 mA), więc Ponieważ wzrost napięcia zasilania prądem na diodzie rośnie, a napięcie na diodzie LED jest stałe, więc u należy zwiększyć napięcie, aby zwiększyć rezystancję, aby utrzymać prąd w bezpiecznym zakresie [prawie 20mA]

Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.