5mm發(fā)光二極管額定值
發(fā)布時(shí)間:
2024-05-20 09:55
發(fā)光二極管 (LED) 在我們身邊。它們存在于我們的家中、汽車(chē)中,甚至手機(jī)中。 LED 有多種形狀和尺寸,這使設(shè)計(jì)人員能夠根據(jù)自己的產(chǎn)品進(jìn)行定制。每當(dāng)電子設(shè)備亮起時(shí),其背后很可能有一個(gè) LED。它們的低功耗和小尺寸使其成為許多不同產(chǎn)品的選擇,因?yàn)樗鼈兛梢愿鼰o(wú)縫地融入設(shè)計(jì)中,使其成為整體更好的設(shè)備。
我們過(guò)去討論過(guò)高亮度 LED,但在這篇文章中,我們將重點(diǎn)關(guān)注 5mm LED 或通孔 LED。這些類(lèi)型的 LED 很可能在小型電子產(chǎn)品中用作指示燈或類(lèi)似的東西。 5mm LED 運(yùn)行所需的電流比高亮度 LED 少得多,為 20mA,而高功率 LED 的最低電流為 350mA。更多的電流 = 更多的光。顯然,這些 5mm LED 將更多地用作強(qiáng)調(diào)燈或非常小的空間的照明。這正是 5mm LED 的用途,它們可以在大型陣列中一起使用,以創(chuàng)建標(biāo)志或某種矩陣,或者可以單獨(dú)使用它們來(lái)制作小型指示燈或微型鑰匙鏈?zhǔn)蛛娡仓弧?/p>
5mm LED 非常有用,因?yàn)樗鼈兛梢暂p松地由小型電池供電并持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間。這使得將它們集成到許多電子產(chǎn)品中或?qū)舴胖迷谒鼈兺ǔo(wú)法到達(dá)的地方變得很容易。 5mm LED 的名稱(chēng)是根據(jù)其尺寸而得名:頂部的環(huán)氧樹(shù)脂外殼直徑約為 5mm。這些超小型光源使用起來(lái)很簡(jiǎn)單,但我們不能忽視設(shè)置 LED 電路的某些步驟。
5mm LED 基礎(chǔ)知識(shí)
LED 是基本二極管的變體。二極管是一種僅在一個(gè)方向?qū)щ姷碾娮釉?。二極管具有所謂的正向電壓額定值,它決定了陽(yáng)極 (+) 和陰極 (-) 之間的最小電壓差,以便允許電子流動(dòng)(啊……甜蜜的電流)。 LED 與二極管基本相同,主要區(qū)別在于 LED 在電流流動(dòng)時(shí)發(fā)光。
5mm LED 是一種將芯片固定在砧柱上的 LED,砧柱封裝在環(huán)氧樹(shù)脂圓頂中以提供保護(hù)。然后通過(guò)從底部伸出的兩條腿或尖頭進(jìn)行連接。正如我們提到的,二極管只允許一個(gè)方向的流動(dòng)。這使得區(qū)分正極(陽(yáng)極)和負(fù)極(陰極)變得至關(guān)重要。使用 5mm LED 很容易,注意到腿的長(zhǎng)度不同了嗎?較長(zhǎng)的腿是陽(yáng)極,兩者中較短的腿是陰極。如果您的腿被修剪或您有制造商使它們尺寸相同,則陰極側(cè) 5 毫米外殼的邊緣周?chē)ǔ?huì)有一個(gè)平點(diǎn)
確保始終將電池/電源的正極連接到陽(yáng)極,將負(fù)極或接地連接到陰極。這將確保極性匹配,并且在有足夠的輸入電壓的情況下電流會(huì)流動(dòng),點(diǎn)亮 5mm LED。如果你向后接線(xiàn),什么也不會(huì)發(fā)生,電路將保持閉合狀態(tài)。為了確保您的發(fā)光二極管有足夠的功率,在查看 LED 規(guī)格時(shí)應(yīng)注意兩個(gè)關(guān)鍵額定值:正向電壓和正向電流。
5mm LED 電壓
每個(gè) LED 應(yīng)列出一個(gè)“正向電壓”,定義導(dǎo)電和發(fā)光所需的電壓量。如果您嘗試供應(yīng)的電量少于此數(shù)量,LED 將保持開(kāi)路且不導(dǎo)電。一旦 LED 上的電壓降達(dá)到正向電壓,LED 就會(huì)亮起。如果您有多個(gè)串聯(lián) LED,則必須考慮它們的正向電壓額定值之和。
讓我們看一下我們的標(biāo)準(zhǔn)藍(lán)色 5mm LED 之一?,F(xiàn)在我們?cè)诋a(chǎn)品頁(yè)面的規(guī)格中可以很容易地看到,LED的正向電壓約為3.4V。那么我們把這個(gè) LED 嘗試連接到 AA 電池上,LED 會(huì)起作用嗎? AA 電池的標(biāo)稱(chēng)電壓只有 1.5V,所以我們沒(méi)有足夠的電壓來(lái)導(dǎo)電。然而,如果我們串聯(lián)添加另一節(jié) AA 電池,我們的電壓將為 3V,并且我們將能夠運(yùn)行 5mm LED。 “但你說(shuō) LED 需要 3.4V!”是的,我知道,但是當(dāng)你在小數(shù)點(diǎn)后幾位之內(nèi)說(shuō)話(huà)時(shí),你會(huì)沒(méi)事的。
5mm LED 電流
現(xiàn)在有些人認(rèn)為他們只需要關(guān)心 LED 電壓就可以了。這就忽略了LED非常重要的一個(gè)部分,即電流。 LED 將在電路中吸收盡可能多的電流,從而導(dǎo)致 LED 的溫度升高直至燒毀。因此,為了減少 LED 故障,請(qǐng)注意 LED 電流額定值。
上面的示例是當(dāng)您的輸入電壓和正向電壓非常接近時(shí),您無(wú)需過(guò)多擔(dān)心電流的示例。根據(jù)我們網(wǎng)站的經(jīng)驗(yàn)法則,當(dāng)您的輸入電壓為 3V 時(shí),您可以為除紅色和黃色之外的任何 5mm LED 供電,而無(wú)需擔(dān)心跟蹤電流。這是因?yàn)殡娫粗袥](méi)有足夠的電流可供 5mm 吸收并燒毀。
在所有其他情況下,您都需要限制流過(guò) LED 的電流量。對(duì)于
高功率 LED,這是通過(guò)恒流驅(qū)動(dòng)器完成的。 5mm LED 的額定電流要低得多,通常在 15-30mA 左右,我們可以通過(guò)與 LED 串聯(lián)一個(gè)電阻來(lái)控制電流。在這里,您會(huì)經(jīng)常聽(tīng)到限流電阻這個(gè)術(shù)語(yǔ),因?yàn)樵撾娮杩纱_保流經(jīng)電路的電流受到顯著限制。5mm 帶電阻設(shè)置
5mm LED 通常在 20mA 下進(jìn)行測(cè)試,它們可以承受高達(dá) 30mA 的電流,但在我看來(lái),我通常會(huì)嘗試將 5mm LED 保持在 20mA 的電流,這是其所有規(guī)格中建議的電流?,F(xiàn)在我們必須弄清楚如何為您的電路找到合適的電阻器尺寸,以保證 LED 的安全!
為您的 LED 找到合適尺寸的電阻
電阻器有多種尺寸,為您的系統(tǒng)找到正確的尺寸需要用到數(shù)學(xué)。不過(guò),請(qǐng)不要驚慌,我們使用這款電阻計(jì)算器來(lái)計(jì)算您所需的電阻器尺寸,讓一切變得非常簡(jiǎn)單。這是一個(gè)很棒的工具,但了解如何進(jìn)行計(jì)算總是很有幫助的,所以請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注。為了找到正確尺寸的限流電阻,我們必須知道LED的兩個(gè)特性:正向電流和正向電壓。
讓我們使用與上例相同的藍(lán)色 LED。在產(chǎn)品頁(yè)面上,您將看到捕獲右圖所示的表格。圈出您可以看到給定測(cè)試電流下的正向電壓 (Vf)。所以你可以看到對(duì)于這個(gè)LED,在20mA的恒定電流下,LED將下降3.2-3.6V。我們將采取中間立場(chǎng),并假設(shè)該 LED 電壓將下降 3.4V。
在這個(gè)例子中,我將使用 3 節(jié)串聯(lián)的 AA 電池作為電源。每節(jié) AA 電池的電壓約為 1.5V,因此我們的 LED 總共有 4.5V 的電源。我們必須使用歐姆定律來(lái)找到電阻極限,但首先我們必須找到流過(guò)電阻的電壓。電阻器和 LED 將串聯(lián)放置,這意味著它們兩端的壓降將相加等于輸入電壓。這意味著我們可以輕松找到電阻器上壓降的電壓,因?yàn)槲覀円呀?jīng)知道 LED 的電壓為 3.4V。
輸入電壓 = LED V f +電阻電壓
電阻電壓= 輸入電壓 – LED V f
電阻器兩端的電壓= 4.5V – 3.4V
因此電阻兩端的電壓將下降約 1.1V?,F(xiàn)在我們有了這個(gè),我們可以使用歐姆定律來(lái)計(jì)算所需的電阻!
電阻= 電壓 / 電流(以安培為單位)
電阻= 1.1 / .02 (20mA)
電阻 = 55 歐姆
根據(jù) LED 的不同,電阻器也會(huì)發(fā)生變化。對(duì)于這個(gè)例子,我們可以假設(shè)需要一個(gè) 55 歐姆的電阻,我們擁有的最接近的尺寸是 60.4,所以我們會(huì)選擇它。如果對(duì)電阻值有疑問(wèn),或者您的電阻值介于所提供的電阻值之間,請(qǐng)選擇稍大的尺寸。
檢查 LED 和電阻器的最后一件事是電阻器瓦數(shù)。我們所有的電阻器均為 1/4 瓦。所需電阻的瓦數(shù)是LED瓦數(shù)與電路總瓦數(shù)之差。因此通過(guò)上面的例子我們可以找到所需的電阻瓦數(shù)。
LED 功率 = 3.4V x .02A = .068 瓦
總功率 = 4.5V x .02A = 0.09 瓦
電阻器消耗的功率 = .09 – .068 = .022 瓦
1/4 瓦 (0.25) 電阻器可以輕松處理 0.022 瓦,所以我們已經(jīng)準(zhǔn)備就緒!將電阻器與 LED 串聯(lián)(在連接的正極側(cè)),您的燈就全部設(shè)置好了。
終極電阻
04006-025不想經(jīng)歷尋找電阻器并在一個(gè)電路中處理多個(gè)電阻器的麻煩?查看 LuxDrive 的DynaOhm。這是一款基于全灌封半導(dǎo)體的可變電阻器,經(jīng)過(guò)優(yōu)化可替代 5mm LED 應(yīng)用中的電阻器。該單元將串聯(lián),就像電阻器一樣。不同之處在于它已經(jīng)具有一定的額定電流,因此您只需擔(dān)心電壓即可。 DynaOhm 可以采用 2.6V 至 50VDC,因此輸入 LED 所需的任何電壓。
5mm LED 光輸出
現(xiàn)在我們已經(jīng)討論了所有關(guān)于電壓和電流的有趣話(huà)題,我們可以深入了解人們真正關(guān)心的是什么,這些微小燈泡發(fā)出的光。顏色和亮度可以通過(guò)幾種不同的方式來(lái)測(cè)量。我們的網(wǎng)站總是很好地列出和組織它們,但讓我們了解這些二極管如何產(chǎn)生它們所發(fā)出的光。
LED波長(zhǎng)
LED 波長(zhǎng)基本上是解釋光顏色的一種非常精確的方式。對(duì)于 LED,由于制造過(guò)程的復(fù)雜性,顏色會(huì)有所不同,有時(shí)波長(zhǎng)也會(huì)略有不同。在 5mm LED 規(guī)格表上,您實(shí)際上會(huì)看到波長(zhǎng)。這些變化總是在相同的光譜內(nèi),只是如果您購(gòu)買(mǎi)許多不同批次的相同顏色的 LED,可能會(huì)存在一些細(xì)微的變化(即使我們的眼睛沒(méi)有注意到它們)。
該波長(zhǎng)實(shí)際上由用于制造 5 毫米封裝內(nèi)二極管的半導(dǎo)體材料類(lèi)型決定。半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)因材料而異,因此光子以不同的頻率發(fā)射,從而影響我們看到的光。下面是我們的 LED 和波長(zhǎng)選項(xiàng)的完整表格。我們銷(xiāo)售的一些較流行的顏色是深紅色 660nm和粉色 440nm。5mm-顏色
還有5 毫米白色 LED,有暖白色和冷白色可供選擇。
LED亮度
因此,波長(zhǎng)取決于半導(dǎo)體材料,但光強(qiáng)度取決于流向二極管的電流。因此,驅(qū)動(dòng)電流越高,LED 就越亮。 5mm LED 的亮度通常以毫坎德拉 (mcd) 為單位進(jìn)行測(cè)量,但這不僅僅是給任何 LED 指定一定數(shù)量的亮度。
這種光測(cè)量(坎德拉)的有趣之處在于,它不是像測(cè)量大多數(shù)其他光形式那樣測(cè)量光能量的大小,而是測(cè)量實(shí)際的亮度。該數(shù)字是通過(guò)獲取特定方向發(fā)射的功率并通過(guò)光的光度函數(shù)對(duì)該數(shù)字進(jìn)行加權(quán)而得出的。這基本上意味著我們將在下面討論的光束角度會(huì)影響光,但波長(zhǎng)也會(huì)影響。人眼對(duì)某些波長(zhǎng)比其他波長(zhǎng)更敏感,此亮度模型考慮了這一點(diǎn)。這就是為什么 IR 5mm LED 將沒(méi)有輸出,因?yàn)槲覀兛床坏皆摬ㄩL(zhǎng)。對(duì)于紫外線(xiàn)甚至藍(lán)色和其他常見(jiàn)顏色來(lái)說(shuō)也是如此。
如您所見(jiàn),不同 LED 的發(fā)光強(qiáng)度(亮度)各不相同。顏色往往較低,從數(shù)十到數(shù)百,而白色(以及一些我們看得更好的顏色,如綠色)可達(dá) 20,000 mcd。我們列出了所有 5mm LED 在測(cè)試電流 20mA 下的光輸出。
5毫米視角
我們網(wǎng)站上的 5mm LED 將按其顏色和光束角度進(jìn)行標(biāo)記。 5mm LED 顯示5mm-LED 視角如右圖所示的圖表,顯示光束的傳播角度以及特定角度的強(qiáng)度。要閱讀該圖,請(qǐng)想象 LED 直立在其下方。圖表上的“輻條”是角度,彩虹狀的線(xiàn)是強(qiáng)度與最大強(qiáng)度的百分比。請(qǐng)看下面,我們將介紹如何查找任何 5mm LED 的視角和該角度下的亮度。
5mm 視角圖
擴(kuò)散5mm LED
如果人眼直接觀看 LED,通常建議采用某種擴(kuò)散器或磨砂飾面。一些 5mm LED 的環(huán)氧樹(shù)脂圓頂上有涂層,可以使光輸出更加柔和。我們有一個(gè)白色 5 毫米 LED,采用這種表面處理,因此易于觀看。這會(huì)降低亮度,但會(huì)帶來(lái)更好的光線(xiàn)效果。
使用 5mm LED 進(jìn)行探索
5 毫米 LED非常實(shí)惠且易于使用??纯茨隳苡盟鼈冏鍪裁?,選擇是無(wú)窮無(wú)盡的?,F(xiàn)在您知道如何為 5mm LED 供電、確定其顏色和亮度并確保光線(xiàn)傳播到您需要的地方。祝你好運(yùn)!
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