Điều gì phá hủy một đèn LED theo hướng ngược lại?

Khi đèn LED được bao gồm trong mạch áp dụng điện áp ngược vượt quá sự cố ngược, dòng điện ngược có thể chảy và đèn LED có thể bị phá hủy. Nhưng cái gì thực sự phá hủy đèn LED: nó là điện áp ngược, hay nó là dòng điện ngược được tạo ra để chảy, hay nó chỉ đơn giản là sự tiêu hao năng lượng tổng thể gây ra bởi dòng điện ngược và điện áp vượt quá định mức của thiết bị? Hay cái gì khác?

Vì vậy, ví dụ, nếu tôi kết nối nguồn 12 volt ngược với đèn LED bị hỏng ở mức 5 volt, thông qua một điện trở, dòng điện ngược sẽ gây ra sụt áp trên điện trở, từ đó có thể hạn chế điện áp trên thiết bị theo giá trị sự cố ngược của nó (và do đó xác định dòng điện sẽ chảy) - tương tự như những gì xảy ra theo hướng thuận. Điều này tự nó sẽ phá hủy LED miễn là tổng công suất nằm trong định mức LED?

Tất nhiên, thông thường, người ta sẽ đặt một diode thông thường song song với đèn LED theo hướng ngược lại để giới hạn điện áp ngược LED xuống 0,7 volt hoặc hơn, nhưng có thể có những tình huống không thể thực hiện được hoặc kinh tế. Tôi chỉ đang cố gắng để hiểu mức độ linh hoạt của thiết kế mạch tôi có thể phải đáp ứng các yêu cầu khác nhau.

Và nếu có thể để đèn LED tiếp xúc với điện áp ngược, cần thực hiện các biện pháp phòng ngừa nào để tránh thiệt hại, và thông số kỹ thuật nào có liên quan?

ESD dường như gây ra thiệt hại do các điểm nóng hoặc một số thiệt hại cục bộ khác. Tôi đã thấy những lỗi đèn LED dị hình có vẻ là một phần.

Thất bại với dòng điện một chiều ngược lại có lẽ liên quan đến sự tiêu hao năng lượng, nhưng có thể không khôn ngoan khi phụ thuộc vào nó. Sự cố có thể khá cao, do đó dòng điện cho phép có thể khá thấp (có thể dưới 1mA).

An toàn nhất là tuân theo khuyến nghị về bảng dữ liệu LED - thường là 5V hoặc ngược lại được đảm bảo. Nhiều loại đèn LED có sự cố điện áp ngược thực tế cao hơn nhiều (có thể là 15V đến 70V), nhưng không phụ thuộc vào nó - nhà sản xuất đèn LED có thể thay đổi nhà cung cấp chip hoặc xử lý hoặc mua có thể chuyển sang nhà cung cấp khác.

Tình huống điển hình khi đèn LED tiếp xúc với điện áp ngược là khi chúng được vận hành trong cấu hình đa kênh - chúng sẽ nhìn thấy điện áp cung cấp ngược lại. Đó không thực sự là một ý tưởng tốt cho hiệu quả để làm cho điện áp cung cấp cao hơn nhiều so với tổng điện áp chuyển tiếp LED loạt (thường, nhưng không phải lúc nào cũng chỉ sử dụng một đèn LED). Ví dụ: bạn có thể sử dụng 5V cho một mảng LED 2-3V hoặc 12 V cho một chuỗi chuỗi có 6-9V mỗi chuỗi. Vì các đèn LED riêng lẻ có thể mất 5V (thường được đảm bảo), bạn sẽ ổn trong cả hai trường hợp.

Xem hướng dẫn tốt đẹp này gif :

Hầu hết các bảng dữ liệu từ các nhà sản xuất nổi tiếng và được kính trọng bao gồm Vishay và các hãng khác, cho thấy điện áp sự cố là 5V và dòng điện ngược từ 10 đến 50uA. Điều đó không đúng. Tôi vừa thử nghiệm đèn led trắng, đỏ và xanh lục, với nguồn điện 0-30V và điện trở 1k nối tiếp, đo điện áp trên đèn led và dòng điện trong mạch. Đây là kết quả: Trắng 9V = 0,4uA, 13V = 1uA / Đỏ 5,3V = 0,3uA, 6,7V = 0,5uA, 12,5V = 1uA / Xanh 5,11V = 0,3uA, 6,5V = 0,5uA, 9,9V = 1uA . Vì vậy, không có đèn led nào trình bày bất cứ thứ gì gần một nửa microAmper ở mức 5V như các nhà sản xuất đã nêu, và chỉ ngay sau 10V họ đã trình bày MỘT microAmpere. Điều đó là không đủ để làm hỏng thành phần. Theo những gì tôi đọc được, nó sẽ cần tối thiểu 1mA đảo ngược để tăng diện tích cạn kiệt.

Wagnerlip

Điốt có các thuộc tính tạo ra cái được gọi là vùng cạn kiệt. Đây là rào cản ngăn dòng điện chạy qua nó với độ lệch về phía trước cho đến khi vùng cạn kiệt được giảm thiểu (giảm điện áp chuyển tiếp).

Xu hướng ngược một diode làm tăng vùng cạn kiệt, hoạt động như một cửa một chiều. Tuy nhiên, nếu bạn áp dụng đủ điện áp cho nó, cơ chế sẽ bị hỏng và dòng điện chảy theo một trong hai cách, thường là sau khi đường nối PN bị chập và diode bị phá hủy một cách hiệu quả.

Về cơ bản những gì phá hủy diode là tiêu tán năng lượng, hoặc bất cứ điều gì làm cho diode bị thay đổi vật lý. Trường hợp bais ngược thường có thể vượt quá mức tiêu thụ năng lượng bình thường của trường hợp phân cực thuận trước khi nó làm hỏng thiết bị.

Tuy nhiên, có một số loại điốt nhất định như điốt zener được tạo ra để phân hủy ngược lại ở một điện áp cụ thể, điều này làm cho chúng hữu ích như các tham chiếu và bộ hạn chế điện áp.

Về lý thuyết, đối với trường hợp 12 v trên đèn LED 5v sử dụng điện trở giới hạn để giảm dòng điện (và giảm điện áp phân cực ngược), theo lý thuyết, không nên phá hủy đèn LED. Một số được tha thứ nhiều hơn những người khác.

Đối với câu hỏi cuối cùng của bạn, tôi tự hỏi kịch bản nào bạn có điện áp ngược được áp dụng cho nó? Thông thường có bảo vệ được áp dụng trước khi nó vào đèn LED.

Đèn LED vẫn là điốt, ngược lại chúng sẽ lở.
(Mặc dù tôi chưa thực hiện bất cứ điều gì như tìm kiếm toàn diện, tôi chưa bao giờ tìm thấy một đèn LED bị hỏng ở mức dưới 20V.)
Theo suy đoán của tôi, đó là sự tản nhiệt / năng lượng sẽ giết chết một đèn LED. Vì vậy, miễn là bạn giới hạn dòng điện sao cho công suất nhỏ hơn ~ 10 mW LED có thể xử lý sai lệch ngược, IME

Theo kinh nghiệm của tôi, đèn LED đỏ tiêu chuẩn 3 mm và 5 mm có thể dễ dàng chặn được 12 V vì vậy tôi đã sử dụng chúng làm bảo vệ phân cực ngược trong các hệ thống 12V trong đó dòng điện khoảng 10 mA KHÔNG sử dụng chúng trên hệ thống 24 Volt, một số đèn LED đã chết ở mức xấp xỉ. 30V

Sự lựa chọn của bạn về điện trở nối tiếp (bắt buộc trong trường hợp này) sẽ bảo vệ đèn LED (một diode bởi bất kỳ chức năng nào khác) trong mạch điện xoay chiều hoặc khi bị phân cực ngược. Chọn điện trở này dựa trên bảng thông số kỹ thuật cho đèn LED cụ thể của bạn.