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认识LED灯

肖菲 发布于2023-12-05 15:04 152 19 标签:电工,LED

19世纪后期,托马斯爱迪生发明了第一个商业上可行是灯泡,这种灯泡通过将大量电流流过一根细灯丝(基本上是一根电线)来工作。大电流流过灯丝使得灯丝非常热,以至于它开始发光,但这个过程非常低效,进入灯泡的能量只有不到只有不到5%的能量转化为光,其余转化为热量。(更多免费电工视频试看)


随着半导体技术的发展,一种更有效率的光源问世,他就是发光二极管,简称LED。在结构上,LED基本上包含两个粘在一起的专用半导体(即P型半导体和N型半导体),当在它们之间施加足够大的电压时,它们会通过称为电致发光的过程发光。


这个过程也会产生一些热量,但总的来说,它比灯丝发光要更高效得多,而且你可以从一个非常小的设备中获得大量的光。在平均寿命上,它们可持续使用10年以上。



另外,根据材料的不同,LED还可以发出各种不同颜色的光。基于LED的众多优点,它们在市场上得到了广泛的应用,如LED手电筒、LED路灯、广告牌还有LED灯泡等。


了解LED的基础知识,能让我们更好地使用它们以及对它们做出正确的故障判断。LED有3个重要因素:极性、正向电压和最大额定电流。接下来我们将依次讲解这几个因素。


1、极性

极性决定了我们在电路中连接LED的方式。所有LED都有两条引线(引脚),一个“阳极”和一个“阴极”,如图1-1所示,阳极和阴极有时缩写为A何C。


1-1


像图1-1所示的这种标准5毫米LED,有两种简单的方法可以确定其极性,一种是看引线长短:阳极引线长,阴极引线短;一种是看其内部金属面积:面积大的是阴极,面积小的是阳极。

阳极是常规上电流流入的一侧,换句话说,连接电路时,电源的正极要连接到LED的阳极。而阴极是电源流出的地方,所以它应该连接在电源的负极,如图1-2所示。


1-2

只有将LED的阳极接电源正极,阴极接电源负极,它才能正常发光。若极性接错,即电源正极接LED阴极,LED将不再发光,且没有电流流过。这就是LED的极性,接下来我们继续了解LED的正向电压。

2、正向电压

所有LED都有一个正向电压,但每个LED的正向电压都略有不同,图1-3是一些粗略的电压范围,不同颜色的LED有着不同的正向电压。


1-3

那么,正向电压的含义又有哪些呢?我们以图1-4的白色LED为例,它具有3伏的正向电压。当电压为1.5V时该LED还不能点亮,电流亦为零,随着电压的增大,LED开始发光,直到电压为3.0V时,LED达到全亮度。


1-4

也就是说,电压的大小直接影响了LED的亮度,且LED一旦导通,它就会有一个相对恒定的压降。

3、最大电流限制

LED能允许通过的最大电流是有限制的,例如上文所示的白色LED,其最大额定电流为30毫安,若电流过大,LED将被烧坏,如下图1-5所示。


1-5


若将电源电压设置在7.5伏(超过LED的电压限制),大量电流将流过LED,LED开始燃烧,直到完全损坏,此时LED的压降也讲降低为0.7V。所以在正常使用时,我们一定要采取某些手段将LED的电流限制在安全值。


每个LED上的电流额定值会有所不同,例如一些像高功率的LED模块可以允许流过100毫安电流,但通常诸如上文所示的标准5毫米LED的额定电流为20毫安。

那么如果我们想限制电流,又没有花哨的可调电源怎么办?简单,我们可以借助电阻元件,例如LED灯带上就串有一个个的小电阻,这些电阻就起着限流的作用,以保护LED的正常工作。

以上就是LED的相关知识,你看懂了吗?

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