現在大街上隨處可見的LED顯示屏，還有裝飾用的LED彩燈以及LED車燈，處處可見LED燈的身影，LED已經融入到生活中的每一個角落。本文主要是關于發(fā)光二極管的相關介紹，并著重對發(fā)光二極管的電壓范圍及其計算進行了詳盡闡述。
發(fā)光二極管電壓是多少
按發(fā)光強度和工作電流分有普通亮度的LED(發(fā)光強度100mcd);把發(fā)光強度在10～100mcd間的叫高亮度發(fā)光二極管。一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA，而低電流LED的工作電流在2mA以下(亮度與普通發(fā)光管相同)。
除上述分類方法外，還有按芯片材料分類及按功能分類的方法
電壓
紅黃一般是1.8至2.，藍綠一般是3.0至3.6，電流小功率的都盡量控制在20MA
做指示用的LED都用10毫安以下比較好，一般用到5毫安就比較亮了，除了藍色的LED正向電壓是3-3.4伏，其他色的都是1.8-2伏。普通的發(fā)光二極管正偏壓降紅色為1.6V，黃色為1.4V左右，藍白為至少2.5V，工作電流5-10mA左右。超亮發(fā)光二極管主要有三種顏色，然而三種發(fā)光二極管的壓降都不相同，具體壓降參考值如下：
紅色發(fā)光二極管的壓降為2.0--2.2V，黃色發(fā)光二極管的壓降為1.8—2.0V，綠色發(fā)光二極管的壓降為3.0—3.2V，正常發(fā)光時的額定電流約為20mA。
如何計算發(fā)光二極管電壓
發(fā)光二極管的壓降是比較固定的，通常紅色為1.6V左右，綠色有2V和3V兩種，黃色和橙色約為2.2V，藍色為3.2V左右。對于常用的幾毫米大小的二極管，其工作電流一般在2毫安至20毫安之間，電流越大亮度越高，用電源電壓減去二極管的壓降，再除以設定的工作電流，就得出限流電阻的阻值
發(fā)光二極管電阻計算方法
假設發(fā)光二極管的正向電壓為3.5v，觀察曲線就知道電流會趨于無窮大，但你可能會說，我用萬用表測試過了，電流不會太大。這里我想說，曲線是理想的情況，實際工作時會有連線電阻、開關電阻、電池內阻等串在電路里，它們雖然小，可對相當于短路的電路來說，0.1歐姆就已經很大了。單靠這些外加電阻是不穩(wěn)定且不可靠的，你不可能在任何一家發(fā)光二極管廠家的資料說明里看到允許直接用電壓源連接發(fā)光二極管而不接限流電阻的，除非接的是恒流源。
至于電阻的大小，用歐姆定律V=I&TImes;R計算就可以算出電阻值，計算公式為：供電電壓12V-發(fā)光二極管壓降3V/15mA=0.6K。如果有條件，可以測一下發(fā)光二極管的正向導通電壓值，用一個可調電壓源，串一個小電阻，再串聯上發(fā)光二極管，用萬用表測量發(fā)光二極管兩端的電壓，注意不含電阻，再把電壓源從0開始慢慢增加，當電壓源電壓增加，發(fā)光二極管亮度迅速增加，而萬用表電壓增加卻變緩慢時，萬用表的電壓值就是發(fā)光二極管的正向導通電壓值。
假設正向導通電壓值為3.5V，功率3瓦的發(fā)光二極管，外加最高4.2V的鋰電池，這時的最大電流應為：I=3W/3.5V=0.85A，最小串聯電阻應為：R=(4.2-3.5)/0.85=0.82歐姆?；蛟S你沒有合適的電阻，那么0.5歐姆的也可以，我們計算一下：電流：I=(4.2-3.5)/0.5=1.4A 功率為：P=I&TImes;V=1.4&TImes;3.5=4.9W。
你的發(fā)光二極管將工作在5W下，當然這都是理想的情況，手電桶外殼等導電電路都會有一定電阻的，具體情況有條件的可以自己去測一下，沒條件的，建議還是加一個電阻測試吧，那怕是只有0.5歐姆，可能都會救你的發(fā)光二極管一命。當然了，對于各種不同功率、電壓范圍的發(fā)光二極管電阻，都可以參考上面的公式自己計算。
發(fā)光二極管電阻接法
發(fā)光二極管的最佳電源是恒流源，就象日光燈、節(jié)能燈要用鎮(zhèn)流器，氙燈、鈉燈最好用恒功率源，擴音機、收音機必須用電壓源一樣，這些都是由其負載的特點決定的。根據長期的實踐證明，使用恒源流，發(fā)光二極管才能更長期穩(wěn)定的運作。下面小編就舉例說明發(fā)光二極管為何要用恒源流，發(fā)光二極管電阻接法哪一種更好。
接法舉例：
例一：1護欄燈用108個白光LED，每只LED預設電流為13～14mA。
(1)用電壓源的接法：(耗電5.8w)
方法一：每組串6燈加限流電阻，后并18組，需電源24V，240mA，方法二：每組串3燈加限流電阻，后并36組，需電源12V，480mA，注：限流電阻=(電源電壓-串聯LED燈組電壓)÷預設LED燈流
(2)用恒流源的接法：(耗電4.8W，節(jié)電20%)
方法一：每組并18燈加并1個保護穩(wěn)壓管，后串6組，需電源20V，240mA，方法二：每組并12燈加并1個保護穩(wěn)壓管，后串9組，需電源30V，160mA，方法三：每組并6燈加并1個保護穩(wěn)壓管，后串18組，需電源60V，80mA，注：穩(wěn)壓二極管的電壓值≈并聯LED燈組電壓=單個LED電壓(詳見后文)
例二：想用190mA，0-40V的恒流源，點亮108個白光LED，預設燈流9-11mA，問LED應如何連接?
1、估算每一組應并聯的燈數
190mA÷9mA/只≈21.1只(最多21，取小于并最接近它的整數)，190mA÷11mA/只≈17.2只(最少18，取大于并最接近它的整數)，每組LED并聯的燈數為18、19、20、21均可。
2、計算串聯組數
用總燈數分別除以18-21的整數，從中找到一個能整除的數。108÷18=6 108÷19≈5.7 108÷20=5.4 108÷21≈5.1，108能被18整除，等于6，這“18”是并聯數，“6”就是串聯組數，每組應并聯18個，然后串聯6組。
3、驗算
燈流：190mA÷18只≈10.6mA/只，燈壓：6組&TImes;3.3V/組≈20V，每組并聯18個，然后串聯6組。此時，燈流為10.6mA，總電壓約20V。
發(fā)光二極管的檢測
(1)用萬用表檢測。利用具有×10kΩ擋的指針式萬用表可以大致判斷發(fā)光二極管的好壞。正常時，二極管正向電阻阻值為幾十至200kΩ，反向電阻的值為∝。如果正向電阻值為0或為∞，反向電阻值很小或為0，則易損壞。這種檢測方法，不能實質地看到發(fā)光管的發(fā)光情況，因為×10kΩ擋不能向LED提供較大正向電流。
如果有兩塊指針萬用表(最好同型號)可以較好地檢查發(fā)光二極管的發(fā)光情況。用一根導線將其中一塊萬用表的“+”接線柱與另一塊表的“-”接線柱連接。余下的“-”筆接被測發(fā)光管的正極(P區(qū))，余下的“+”筆接被測發(fā)光管的負極(N區(qū))。兩塊萬用表均置×10kΩ擋。正常情況下，接通后就能正常發(fā)光。若亮度很低，甚至不發(fā)光，可將兩塊萬用表均撥至×1mΩ若，若仍很暗，甚至不發(fā)光，則說明該發(fā)光二極管性能不良或損壞。應注意，不能一開始測量就將兩塊萬用表置于×1mΩ，以免電流過大，損壞發(fā)光二極管。
(2)外接電源測量。用3V穩(wěn)壓源或兩節(jié)串聯的干電池及萬用表(指針式或數字式皆可)可以較準確測量發(fā)光二極管的光、電特性。為此可按圖10所示連接電路即可。如果測得VF在1.4～3V之間，且發(fā)光亮度正常，可以說明發(fā)光正常。如果測得VF=0或VF≈3V，且不發(fā)光，說明發(fā)光管已壞。
紅外發(fā)光二極管的檢測
由于紅外發(fā)光二極管，它發(fā)射1～3μm的紅外光，肉眼無法看到到。通常單只紅外發(fā)光二極管發(fā)射功率只有數mW，不同型號的紅外LED發(fā)光強度角分布也不相同。紅外LED的正向壓降一般為1.3～2.5V。正由于其發(fā)射的紅外光人眼看不見，所以利用上述可見光LED的檢測法只能判定其PN結正、反向電學特性是否正常，而無法判定其發(fā)光情況正常否。為此，最好準備一只光敏器件(如2CR、2DR型硅光電池)作接收器。用萬用表測光電池兩端電壓的變化情況。來判斷紅外LED加上適當正向電流后是否發(fā)射紅外光。
光強度
把光強標準燈，LED和配有V(λ)濾光片的硅光電二極管安裝和調試在光具座上，特別是嚴格地調燈絲位置，LED發(fā)光部位及接受面位置。先用光強標準燈校準硅光電二極管，C=E/S，式中Rs=Is/Ds，Ds是標準燈與接受器之間的距離，I s是標準燈的光強度，R s是標準燈的響應。Et=C ·R t式中E t是被測LED的照度，R t是被測LED的響應，則LED的光強度I t為：I t=E t ·Dt
式中Dt 是LED與接受面之距離。
對于LED來講，其發(fā)光面是圓蓋形狀的，光分布是很特殊的，所以在不同的測量距離下，光強值會變化，偏離距離平方反比定律，即使固定了測量距離，但是由于接受器接受面積不同，其光強值也會變化。因此，為了提高測量精度，應該把測量距離和接受面積大小相對地給予固定為好。例如，測量距離按照GIE推薦采用316mm，接受器面積固定為10×10mm。
在同一測量距離下，LED轉角不同，其光強也相應地有變化，因此為了獲得最佳值，最好讀出最大讀數R t為佳。雖然LED在生活中處處可見，但是LED也還有一些不足需要我們的設計人員擁有更加專業(yè)的知識儲備，這樣才能設計出更加符合生活所需的產品。
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