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5mm发光二极管额定值

发布时间:

2024-05-20 09:55


发光二极管 (LED) 在我们身边。它们存在于我们的家中、汽车中,甚至手机中。 LED 有多种形状和尺寸,这使设计人员能够根据自己的产品进行定制。每当电子设备亮起时,其背后很可能有一个 LED。它们的低功耗和小尺寸使其成为许多不同产品的选择,因为它们可以更无缝地融入设计中,使其成为整体更好的设备。

我们过去讨论过高亮度 LED,但在这篇文章中,我们将重点关注 5mm LED 或通孔 LED。这些类型的 LED 很可能在小型电子产品中用作指示灯或类似的东西。 5mm LED 运行所需的电流比高亮度 LED 少得多,为 20mA,而高功率 LED 的最低电流为 350mA。更多的电流 = 更多的光。显然,这些 5mm LED 将更多地用作强调灯或非常小的空间的照明。这正是 5mm LED 的用途,它们可以在大型阵列中一起使用,以创建标志或某种矩阵,或者可以单独使用它们来制作小型指示灯或微型钥匙链手电筒之一。

发光二极管组成-

5mm LED 非常有用,因为它们可以轻松地由小型电池供电并持续很长时间。这使得将它们集成到许多电子产品中或将灯放置在它们通常无法到达的地方变得很容易。 5mm LED 的名称是根据其尺寸而得名:顶部的环氧树脂外壳直径约为 5mm。这些超小型光源使用起来很简单,但我们不能忽视设置 LED 电路的某些步骤。

5mm LED 基础知识
LED 是基本二极管的变体。二极管是一种仅在一个方向导电的电子元件。二极管具有所谓的正向电压额定值,它决定了阳极 (+) 和阴极 (-) 之间的最小电压差,以便允许电子流动(啊……甜蜜的电流)。 LED 与二极管基本相同,主要区别在于 LED 在电流流动时发光。

5mm LED 是一种将芯片固定在砧柱上的 LED,砧柱封装在环氧树脂圆顶中以提供保护。然后通过从底部伸出的两条腿或尖头进行连接。正如我们提到的,二极管只允许一个方向的流动。这使得区分正极(阳极)和负极(阴极)变得至关重要。使用 5mm LED 很容易,注意到腿的长度不同了吗?较长的腿是阳极,两者中较短的腿是阴极。如果您的腿被修剪或您有制造商使它们尺寸相同,则阴极侧 5 毫米外壳的边缘周围通常会有一个平点

确保始终将电池/电源的正极连接到阳极,将负极或接地连接到阴极。这将确保极性匹配,并且在有足够的输入电压的情况下电流会流动,点亮 5mm LED。如果你向后接线,什么也不会发生,电路将保持闭合状态。为了确保您的发光二极管有足够的功率,在查看 LED 规格时应注意两个关键额定值:正向电压和正向电流。

5mm LED 电压
每个 LED 应列出一个“正向电压”,定义导电和发光所需的电压量。如果您尝试供应的电量少于此数量,LED 将保持开路且不导电。一旦 LED 上的电压降达到正向电压,LED 就会亮起。如果您有多个串联 LED,则必须考虑它们的正向电压额定值之和。

让我们看一下我们的标准蓝色 5mm LED 之一。现在我们在产品页面的规格中可以很容易地看到,LED的正向电压约为3.4V。那么我们把这个 LED 尝试连接到 AA 电池上,LED 会起作用吗? AA 电池的标称电压只有 1.5V,所以我们没有足够的电压来导电。然而,如果我们串联添加另一节 AA 电池,我们的电压将为 3V,并且我们将能够运行 5mm LED。 “但你说 LED 需要 3.4V!”是的,我知道,但是当你在小数点后几位之内说话时,你会没事的。

5mm LED 电流
现在有些人认为他们只需要关心 LED 电压就可以了。这就忽略了LED非常重要的一个部分,即电流。 LED 将在电路中吸收尽可能多的电5mm 灯珠串联图流,从而导致 LED 的温度升高直至烧毁。因此,为了减少 LED 故障,请注意 LED 电流额定值。

上面的示例是当您的输入电压和正向电压非常接近时,您无需过多担心电流的示例。根据我们网站的经验法则,当您的输入电压为 3V 时,您可以为除红色和黄色之外的任何 5mm LED 供电,而无需担心跟踪电流。这是因为电源中没有足够的电流可供 5mm 吸收并烧毁。

在所有其他情况下,您都需要限制流过 LED 的电流量。对于
高功率 LED,这是通过恒流驱动器完成的。 5mm LED 的额定电流要低得多,通常在 15-30mA 左右,我们可以通过与 LED 串联一个电阻来控制电流。在这里,您会经常听到限流电阻这个术语,因为该电阻可确保流经电路的电流受到显着限制。5mm 带电阻设置

5mm LED 通常在 20mA 下进行测试,它们可以承受高达 30mA 的电流,但在我看来,我通常会尝试将 5mm LED 保持在 20mA 的电流,这是其所有规格中建议的电流。现在我们必须弄清楚如何为您的电路找到合适的电阻器尺寸,以保证 LED 的安全!

为您的 LED 找到合适尺寸的电阻
电阻器有多种尺寸,为您的系统找到正确的尺寸需要用到数学。不过,请不要惊慌,我们使用这款电阻计算器来计算您所需的电阻器尺寸,让一切变得非常简单。这是一个很棒的工具,但了解如何进行计算总是很有帮助的,所以请继续关注。为了找到正确尺寸的限流电阻,我们必须知道LED的两个特性:正向电流和正向电压。

让我们使用与上例相同的蓝色 LED。在产品页面上,您将看到捕获右图所示的表格。圈出您可以看到给定测试电流下的正向电压 (Vf)。所以你可以看到对于这个LED,在20mA的恒定电流下,LED将下降3.2-3.6V。我们将采取中间立场,并假设该 LED 电压将下降 3.4V。

在这个例子中,我将使用 3 节串联的 AA 电池作为电源。每节 AA 电池的电压约为 1.5V,因此我们的 LED 总共有 4.5V 的电源。我们必须使用欧姆定律来找到电阻极限,但首先我们必须找到流过电阻的电压。电阻器和 LED 将串联放置,这意味着它们两端的压降将相加等于输入电压。这意味着我们可以轻松找到电阻器上压降的电压,因为我们已经知道 LED 的电压为 3.4V。

输入电压 = LED V f +电阻电压

电阻电压= 输入电压 – LED V f

电阻器两端的电压= 4.5V – 3.4V

因此电阻两端的电压将下降约 1.1V。现在我们有了这个,我们可以使用欧姆定律来计算所需的电阻!

电阻= 电压 / 电流(以安培为单位)

电阻= 1.1 / .02 (20mA)

电阻 = 55 欧姆

根据 LED 的不同,电阻器也会发生变化。对于这个例子,我们可以假设需要一个 55 欧姆的电阻,我们拥有的最接近的尺寸是 60.4,所以我们会选择它。如果对电阻值有疑问,或者您的电阻值介于所提供的电阻值之间,请选择稍大的尺寸。

检查 LED 和电阻器的最后一件事是电阻器瓦数。我们所有的电阻器均为 1/4 瓦。所需电阻的瓦数是LED瓦数与电路总瓦数之差。因此通过上面的例子我们可以找到所需的电阻瓦数。

LED 功率 = 3.4V x .02A = .068 瓦

总功率 =  4.5V x .02A = 0.09 瓦

电阻器消耗的功率 =  .09 – .068 = .022 瓦

1/4 瓦 (0.25) 电阻器可以轻松处理 0.022 瓦,所以我们已经准备就绪!将电阻器与 LED 串联(在连接的正极侧),您的灯就全部设置好了。

终极电阻
04006-025不想经历寻找电阻器并在一个电路中处理多个电阻器的麻烦?查看 LuxDrive 的DynaOhm。这是一款基于全灌封半导体的可变电阻器,经过优化可替代 5mm LED 应用中的电阻器。该单元将串联,就像电阻器一样。不同之处在于它已经具有一定的额定电流,因此您只需担心电压即可。 DynaOhm 可以采用 2.6V 至 50VDC,因此输入 LED 所需的任何电压。

5mm LED 光输出
现在我们已经讨论了所有关于电压和电流的有趣话题,我们可以深入了解人们真正关心的是什么,这些微小灯泡发出的光。颜色和亮度可以通过几种不同的方式来测量。我们的网站总是很好地列出和组织它们,但让我们了解这些二极管如何产生它们所发出的光。

LED波长


LED 波长基本上是解释光颜色的一种非常精确的方式。对于 LED,由于制造过程的复杂性,颜色会有所不同,有时波长也会略有不同。在 5mm LED 规格表上,您实际上会看到波长。这些变化总是在相同的光谱内,只是如果您购买许多不同批次的相同颜色的 LED,可能会存在一些细微的变化(即使我们的眼睛没有注意到它们)。

该波长实际上由用于制造 5 毫米封装内二极管的半导体材料类型决定。半导体的能带结构因材料而异,因此光子以不同的频率发射,从而影响我们看到的光。下面是我们的 LED 和波长选项的完整表格。我们销售的一些较流行的颜色是深红色 660nm和粉色 440nm。5mm-颜色

还有5 毫米白色 LED,有暖白色和冷白色可供选择。

LED亮度
因此,波长取决于半导体材料,但光强度取决于流向二极管的电流。因此,驱动电流越高,LED 就越亮。 5mm LED 的亮度通常以毫坎德拉 (mcd) 为单位进行测量,但这不仅仅是给任何 LED 指定一定数量的亮度。

这种光测量(坎德拉)的有趣之处在于,它不是像测量大多数其他光形式那样测量光能量的大小,而是测量实际的亮度。该数字是通过获取特定方向发射的功率并通过光的光度函数对该数字进行加权而得出的。这基本上意味着我们将在下面讨论的光束角度会影响光,但波长也会影响。人眼对某些波长比其他波长更敏感,此亮度模型考虑了这一点。这就是为什么 IR 5mm LED 将没有输出,因为我们看不到该波长。对于紫外线甚至蓝色和其他常见颜色来说也是如此。

如您所见,不同 LED 的发光强度(亮度)各不相同。颜色往往较低,从数十到数百,而白色(以及一些我们看得更好的颜色,如绿色)可达 20,000 mcd。我们列出了所有 5mm LED 在测试电流 20mA 下的光输出。

5毫米视角
我们网站上的 5mm LED 将按其颜色和光束角度进行标记。 5mm LED 显示5mm-LED 视角如右图所示的图表,显示光束的传播角度以及特定角度的强度。要阅读该图,请想象 LED 直立在其下方。图表上的“辐条”是角度,彩虹状的线是强度与最大强度的百分比。请看下面,我们将介绍如何查找任何 5mm LED 的视角和该角度下的亮度。

5mm 视角图

5mm发光二极管视角图

扩散5mm LED
如果人眼直接观看 LED,通常建议采用某种扩散器或磨砂饰面。一些 5mm LED 的环氧树脂圆顶上有涂层,可以使光输出更加柔和。我们有一个白色 5 毫米 LED,采用这种表面处理,因此易于观看。这会降低亮度,但会带来更好的光线效果。

使用 5mm LED 进行探索
5 毫米 LED非常实惠且易于使用。看看你能用它们做什么,选择是无穷无尽的。现在您知道如何为 5mm LED 供电、确定其颜色和亮度并确保光线传播到您需要的地方。祝你好运!
 

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