找出 LED 的 Vf 以选择合适的电阻器的简单方法

电器工程 引领 电压 电阻器
2022-01-22 04:42:10

我想知道使用测量工具找出 LED 正向电压的最简单方法是什么。我知道我们可以假设红色 LED 的电压约为 1.8V - 2.2V,并且我们对其他 LED 颜色也有类似的信息,但我想知道是否有办法在不假设的情况下找出答案。

我购买了几个没有规格数据表的 LED - 因此,作为练习,我想写下这些信息。(我在学)

我看到的大多数答案都是从将 LED 串联到电阻器开始的,但我想在连接之前确保电阻器是正确的。

4个回答

我同意这里的其他一些人......你太努力了。

正如其他人所提到的,LED 的正向压降随其偏置电流而变化,但对于几乎所有的应用,爱好者都会涉足这一点,这并不是您必须花费大量时间担心的事情。

几乎每个手持式万用表都有二极管设置。它会告诉您仪表测试偏置电​​平(通常为几毫安)下二极管的正向电压。这会让你很快进入正确的球场。

确定 LED 正向压降(简单方法)

  1. 将仪表设置为二极管设置(即图中的#14)。

这张照片

  1. 将 LED 连接到仪表导线,验证极性是否正确
  2. 仪表将指示正向压降(对于大多数 LED,通常为 1V-3V。)请注意,LED 可能会发光。

既然您有了 LED 的正向压降,您就可以计算出“链”中的其他所有东西都需要下降多少电压。对于非常简单的电路,它可能只是一个限流电阻。对于更复杂的电路,它可能是双极或场效应晶体管,甚至可能是更深奥的东西。无论哪种方式:通过串联电路的电压将分布在电路中的所有元件中。让我们假设一个带有红色 LED、电阻器和电源的非常简单的电路。

如果仪表指示 LED 为 1.2V Vf,您就知道您的电阻器必须下降 5V - 1.2V 或 3.8V。假设您希望通过 LED 获得大约 10mA 的电流,现在只需应用欧姆定律即可。我们知道,在串联电路中,通过所有元件的电流必须相同,因此通过电阻器的 10mA 意味着通过 LED 的 10mA。所以:

R = V / I
R = 3.8V / 10mA
R = 380 ohms

如果你用一个 380 欧姆的电阻串联你的 LED 到你的 5V 电源,你会发现 LED 像你想要的那样发光。现在您的电阻器可以处理功率耗散吗?让我们来看看:

P = V * I
P = 3.8V * 10mA
P = 38mW

38mW 完全符合任何 1/4 或 1/8W 电阻器的耗散规格。一般来说,除非您知道自己在做什么,否则您希望保持在设备的额定功率之下。重要的是要认识到额定为 1/4W 的电阻器在耗散 1/4W 时不一定摸起来很凉!

如果您想用 24V 电源驱动同一个 LED 怎么办?再次使用欧姆定律:

R = V / I
R = (24V - 1.2V) / 10mA
R = 22.8V / 10mA
R = 2280 ohms (let's use 2.4k since it's a standard E24 stock value):

和一个功率检查(使用备用功率方程只是为了改变事情):

P = V^2 / R
P = 22.8V * 22.8V / 2400 ohms
P = 217mW

现在您会注意到,通过提高施加的电压,我们已经提高了电阻器两端的电压,这反过来又导致电阻器消耗的总功率显着增加。虽然 217mW 在技术上低于 250mW 的四分之一瓦电阻可以处理,但它会变我建议改用 1/2W 电阻。(我对电阻器的经验法则是将它们的耗散保持在其额定值的一半以下,除非您正在积极冷却它们或在规范中有特定的需求)。

如果你有一个电流限制可调的电源(比如这个),那么它变得非常容易。

  1. 将输出电压设置为 5V 左右,并将电流限制一直调低。
  2. 将二极管直接连接到电源,没有电阻。别担心!你已经限制了电流!
  3. 拨出电流,直到达到您的目标(例如,20mA)。

电源将通过 LED 的电流限制在拨入限制。电压显示将向您显示推动那么多电流所需的电压。那是你的正向电压!

大多数常见的 LED 可以处理至少 20 mA 的电流,因此如果您选择的电阻值在直接连接到电源时会通过 20 mA,则与该电阻串联时 LED 不会损坏。然后只需测量 LED 两端的电压即可获得 LED 的正向电压。LED 电压会随电流略有变化,但您最终选择使用的电流并不重要。

我通常假设常见的红色、黄色和绿色 LED 的电压约为 2 伏,我的目标是大约 10 毫安的电流(尽管我最近有一些非常高效的绿色 LED,我必须将电流降低到 1 毫安以下才能获得所需的亮度(昏暗?))。没有必要对它进行非常科学的研究!

为了扩展 Peter Bennett 的答案:拿起你的 LED,添加一个 1k 电阻,然后施加 12 伏电压(确保极性正确)。现在测量 LED 两端的电压。这将为您提供大约 10 mA 的 Vf。如果您想知道 20 mA 时的 Vf,请使用 500 欧姆电阻。如果您想知道 1 mA 时的 Vf,请使用 10k。这些数字都不是超级精确的,但是精确地知道 Vf 并不是一个普遍有用的想法。至少,Vf 会随着温度的变化而变化,所以痴迷于它不会让你到任何地方。