Đèn LED tôi đang sử dụng đòi hỏi điện áp cao hơn ánh sáng so với tôi đã cung cấp, và kết quả là, nó không sáng chút nào.

Tôi mong đợi ít nhất là một ánh sáng mờ, nhưng ánh sáng không được tạo ra.

Tại sao hành vi này "nếu không có mức điện áp cần thiết thì không có ánh sáng"? Điều gì đang xảy ra bên trong đèn LED?

Đèn LED không hoạt động như bóng đèn thông thường (sợi đốt).

Sự khác biệt chính (một chút đơn giản hóa cho người mới bắt đầu):

• Chúng có cực tính, do đó chúng phải được cung cấp năng lượng bằng cách sử dụng DC tôn trọng cực tính đó. Đảo ngược cực và họ sẽ không làm việc. Bạn cũng có thể làm hỏng chúng nếu bạn áp dụng nhiều hơn ~ 4V-5V theo hướng ngược lại (đây là các giá trị an toàn; giá trị dung sai tối đa chính xác phụ thuộc vào thiết bị cụ thể).

• Phát xạ ánh sáng chỉ bắt đầu nếu đạt đến một điện áp nhất định (điện áp ngưỡng), dưới điện áp đó, phát xạ không đáng kể. Do đó, nếu bạn có pin có điện áp dưới ngưỡng điện áp của đèn LED, bạn sẽ không gặp may, trừ khi bạn sử dụng mạch phức tạp hơn (ví dụ như kẻ trộm Joule hoặc bộ chuyển đổi DC-DC tăng cường) để cấp nguồn cho đèn LED.

• Sau khi đạt được điện áp ngưỡng, bất kỳ sự tăng điện áp rất nhỏ nào cũng làm cho đèn LED hoạt động mạnh, tức là hấp thụ một dòng điện rất lớn . Do đó, bạn cần một điện trở nối tiếp để giới hạn dòng điện đến giới hạn an toàn. Có những câu hỏi / câu trả lời khác trên trang web này giải thích cách tính giá trị của điện trở giới hạn.

• Sau khi tiến hành, cường độ ánh sáng phát ra tỷ lệ thuận với dòng điện (không phải điện áp) chạy trong diode (để bạn có được đèn LED sáng hơn nếu bạn giảm giá trị của điện trở giới hạn). Điều này lên đến giới hạn hiện tại tối đa của đèn LED. Sau khi đạt đến giới hạn đó, thiết bị sẽ POOF !

Bạn cũng hỏi tại sao tất cả điều này xảy ra, nhưng câu trả lời khá phức tạp, vì nó phụ thuộc vào cấu trúc vật lý của tinh thể bán dẫn bên trong diode. Giải thích vật lý nằm trong cơ học lượng tử và vật lý chất rắn, những môn học thực sự khó khăn.

Các bài viết trên Wikipedia về đèn LED chỉ cạo bề mặt của hoạt động nội bộ của đèn LED và vẫn còn khá phức tạp.

Tôi thấy Lorenzo đã trả lời trực tiếp câu hỏi của bạn (+1). Dưới đây là những gì bạn có thể làm để thắp sáng đèn LED và xem những gì bạn đã có.

Đèn LED là điốt, vì vậy chỉ tiến hành theo một hướng. Không giống như một bóng đèn thông thường, định hướng quan trọng. Nếu đèn LED không sáng một chiều, hãy lật nó lại và thử lại.

Để thử nghiệm an toàn với khá nhiều đèn LED, hãy sử dụng nguồn 5 V với ít nhất 180 Ω nối tiếp. Sử dụng điện trở cao hơn hoạt động, nhưng sẽ làm sáng đèn LED mờ hơn. Ngay cả với sê-ri 1 kΩ, bạn vẫn có thể thấy bất kỳ đèn LED ánh sáng nhìn thấy nào trong nhà.

Lý do để sử dụng nguồn 5 V là để hạn chế điện áp ngược trên đèn LED khi được kết nối ngược. Hầu hết các đèn LED có thể đứng ít nhất 5 V đảo ngược trên chúng.

Một đèn LED ánh sáng nhìn thấy sẽ giảm tối thiểu 1,8 V. Điều đó để lại (5 V) - (1,8 V) = 3,2 V trên điện trở. Chỉ cần bất kỳ đèn LED có thể xử lý dòng chuyển tiếp 20 mA. Theo định luật Ohm, (3,2 V) / (20 mA) = 160. Tôi đã nói 180 Ω tối thiểu cho một chút lợi nhuận và bởi vì đó là một giá trị chung.

LED điện áp chuyển tiếp phụ thuộc vào màu sắc. Đèn LED màu xanh lá cây phổ biến giảm khoảng 2,1 V, ví dụ. Đèn LED "trắng" thường là đèn LED UV thực sự với các photpho phát lại trong phổ khả kiến. Những người có thể giảm khoảng 3,5 V.

Với điện trở 200 và đèn LED 3,5 V, bạn nhận được (1,5 V) / (200 Ω) = 7,5 mA. Một đèn LED như vậy sẽ vẫn phát sáng khá rõ với 7,5 mA thông qua nó, ngay cả khi nó có thể xử lý 20 mA trở lên.

Khi bạn bật đèn LED, bạn có thể đo điện áp chuyển tiếp của nó, sau đó điều chỉnh điện trở để cho phép dòng điện tối đa với điện áp chuyển tiếp đó. Giả sử tối đa là 20 mA trừ khi bạn có biểu dữ liệu và nó nói khác.

Giải thích vật lý

Bóng đèn

Một ánh sáng không phát sáng thực sự không phải là một nguồn sáng nhiều như một yếu tố làm nóng . Bất kỳ dòng điện nào qua dây làm nóng nó lên một chút ; một khi dây cao hơn nhiệt độ phòng, nó sẽ phát ra năng lượng ròng thông qua bức xạ vật đen . Tỷ lệ mà tại đó năng lượng này được phát ra phụ thuộc vào lũy thừa bốn của nhiệt độ , tức là cao hơn nhiệt độ càng sáng ^† . Và càng nhiều dòng điện (hoặc tương đương ^‡ điện áp càng nhiều), nhiệt độ của dây càng cao.

$2.6\times10^{-19}$

Đèn LED

$2.6\ldots3.2\times10^{-19}$

$1.6\times10^{-19}\:\mathrm{J}$$U$$U\times1\:\mathrm{eV}$

_$T^4$

^‡ _{Tương tự như vậy, định luật Ohm là không hoàn toàn đúng ở đây vì điện trở suất phụ thuộc vào nhiệt độ. Nhưng sự phụ thuộc định tính điện áp cao hơn, năng lượng điện cao hơn vẫn đúng.}

Bạn vừa có một bài học đối tượng về cách đèn LED không tuyến tính .

Bóng đèn sợi đốt là tuyến tính một khi chúng sáng . Tuyến tính có nghĩa là nó hoạt động như một điện trở: vẽ hiện tại tỷ lệ với điện áp: một nửa điện áp, một nửa dòng điện, 1/4 công suất. Một đèn sợi đốt sẽ làm những gì bạn mong đợi.

Đèn LED có đường cong dòng điện áp rất dốc: một thay đổi nhỏ về điện áp dẫn đến thay đổi lớn trong bản vẽ hiện tại. Bạn đang ở dưới cùng của biểu đồ, do đó không có ánh sáng.

Đường cong dốc làm cho đèn LED rất giật, thay đổi điện áp nhỏ dẫn đến thay đổi dòng điện lớn (và có hại). Tồi tệ hơn, đường cong thay đổi dựa trên nhiệt độ, độ chính xác và tuổi. Vì vậy, đèn LED được đánh giá ở một dòng điện cụ thể chứ không phải điện áp. Đối với các chỉ số, bạn có thể giới hạn dòng điện với điện trở. Để chiếu sáng, nơi bạn cần hiệu suất cao nhất, tốt nhất nên sử dụng mạch trình điều khiển hoạt động để điều chỉnh dòng điện tới thông số kỹ thuật.

Các mạch như vậy cũng cho vay để tăng hoặc tăng điện áp cung cấp cho phù hợp với đèn LED. Joule Thief là một mạch đơn giản giúp giải quyết vấn đề lái một đèn LED chiếu sáng chỉ với một pin 1,5V.

Đối với những gì nó có giá trị, nó thậm chí còn tồi tệ hơn với loại ánh sáng thứ ba, ánh sáng phóng điện hồ quang: huỳnh quang, neon, halogen kim loại, hơi thủy ngân và natri áp suất cao / thấp. Chúng là các chất cách điện cho đến một điện áp nhất định khi hồ quang tấn công ... Sau đó, chúng gần như là một điểm chết chóc. Giới hạn hiện tại là bắt buộc.

Một chút nền tảng về chất bán dẫn ...

Silic tinh khiết (hoặc gecmani) là một chất cách điện. Các tạp chất được thêm vào để tạo ra vật liệu loại "P" hoặc "N". Khi các lớp này nằm cạnh nhau (trong một diode PN hoặc đèn LED), các tạp chất có hiệu quả triệt tiêu lẫn nhau , để lại cho bạn một lớp " tinh khiết " nhỏ - hoạt động như một chất cách điện.

Nếu bạn nối điện sai cách, lớp sẽ dày hơn và mạnh hơn - ngay lập tức cho đến khi bạn làm hỏng thiết bị. (Varicaps sử dụng nguyên tắc này để tạo ra một tụ điện thay đổi - độ dày của lớp cách điện giống như khoảng cách giữa các bản tụ)

Khi bạn kết nối nguồn đúng cách, lớp sẽ mỏng hơn cho đến khi thiết bị cuối cùng vượt qua dòng điện. Khi điều đó cuối cùng xảy ra, đèn LED của bạn sẽ bắt đầu phát sáng.

Một lưu ý cuối cùng: Có thể thắp sáng một đèn LED chỉ bằng nguồn 1,5V: sử dụng mạch "bước lên" điện áp. Mạch phổ biến nhất được gọi là Kẻ trộm Joule .

Điện áp rơi của chúng (~ 2 V) cao hơn điện áp cung cấp (1,5 V). Nếu điện áp cung cấp thấp hơn điện áp rơi, bất kỳ diode nào (bao gồm cả đèn LED) hoàn toàn không tiến hành.

Ngoài các câu trả lời ở đây, cũng đáng để chỉ ra rằng mỗi đèn LED đều khác nhau (thậm chí theo màu sắc). Tất cả đều có điện áp 'kích hoạt' và giới hạn phá vỡ hơi khác nhau.

Cách chính xác để đảm bảo rằng bạn sẽ không làm nổ đèn LED của mình đồng thời đảm bảo rằng bạn có thể mong đợi ánh sáng là nhìn vào bảng dữ liệu cho đèn LED của bạn.

Sử dụng biểu dữ liệu sẽ cung cấp cho bạn kinh nghiệm cần thiết trong

1. Định vị dữ liệu cho biết
2. Đọc và hiểu chúng

Để giúp bạn bắt đầu, đây là một cái ngẫu nhiên cho một đèn LED trắng từ đầu google; có lẽ phức tạp hơn một chút so với hầu hết các đèn LED vì "màu trắng" không phải là màu trong vùng đất LED.

Có một lượng thông tin đáng kinh ngạc trong đó, và nếu bạn không hiểu chúng, tôi khuyên bạn nên thử, sau đó đăng lại câu hỏi hỏi về một phần cụ thể mà bạn không hiểu.