Тюнинг Светодиоды
Обычно в справочных данных указывается осевая сила света Io светодиода в милликанделлах для заданного значения прямого тока Jпр. Для современных сверхъярких
светодиодов значение Io колеблется в пределах 200–5000 мКд (здесь речь идет о стандартных 5миллиметровых
светодиодах, для приборов большего размера прямой ток может измеряться сотнями миллиампер и даже амперами, а сила света – десятками канделл).
Характер светораспределения определяется углом излучения 2 0,5. Естественно, чем меньше угол излучения, тем больше осевая сила света при том же световом потоке. Обычно указываются также цвет свечения и длина волны излучения.
Цветовая температура и общий индекс цветопередачи весьма актуальны для белых светодиодов, применяемых в целях освещения. Производители декларируют Ra до 75–85 (хорошая цветопередача). Еще лучших результатов можно добиться, "синтезируя" белый цвет путем смешения нескольких цветов; при этом белые светодиоды могут использоваться совместно с "цветными".
Электрические характеристики
Рис. 4. Вольт-амперный характеристики светодиодов и обычных полупроводниковых диодов
Электрические характеристики светодиодов очень важны по двум причинам. Во-первых, светодиод должен работать в правильном режиме, чтобы полностью реализовать свой ресурс; во-вторых, яркостью светодиодов можно легко управлять, а если применять смешение цветов, таким же легким становится управление цветом прибора, в состав которого входят
Светодиоды разных цветов.
Полную информацию о поведении светодиода дает его вольт-амперная характеристика (ВАХ), повторяющая по форме ВАХ обычного кремниевого диода. (Рис. 4.) В случае обратного включения светодиода через него протекает малый ток утечки Ioбр, светодиод при этом не излучает света. Обратное напряжение, приложенное к светодиоду, не должно превышать предельно допустимого обратного напряжения Uобр, иначе возможен пробой p-n перехода. Рабочий режим светодиода отражает правая, круто уходящая вверх часть ВАХ. Очень важно, чтобы ток, протекающий через светодиод, не превышал предельно допустимый прямой ток I пр п.д., в противном случае светодиод выйдет из строя.
Току I пр соответствует прямое напряжение Uпр.
Светодиоды допускается "запитывать" в импульсном режиме, при этом импульсный ток, протекающий через прибор, может быть выше, чем значения постоянного тока (до 150 мА при длительности импульсов 100 мкс и частоте импульсов 1 кГц). Для управления яркостью
светодиодов (и цветом, в случае смешения цветов) используется широтно-импульсная модуляция (ШИМ) – метод, очень распространенный в современной электронике. Это позволяет создавать контроллеры с возможностью плавного изменения яркости (диммеры) и цвета (колорчейнджеры).
Простые эксперименты со светодиодами
Когда у меня в руках впервые появился светодиод, мне захотелось сразу подключить его к батарейке, чтобы увидеть, как он светит. Однако торопиться не следует: в отличие от миниатюрной лампы накаливания от карманного фонаря, светодиод не терпит подобного обращения и может сгореть.
Дело в том, что светодиод должен питаться от источника стабилизированного тока; типовое значение тока – 20 мА, рабочий диапазон 100-40 мА. Поэтому для питания светодиода от батарейки необходим гасящий резистор (схема А ). Зная характеристики светодиода и напряжение батарейки, с помощью закона Ома можно легко подсчитать, какое сопротивление должен иметь гасящий резистор. Исходя из ВАХ видно, что для разных типов
светодиодов при токе 20 мА мы имеем разное падение напряжения: 2 В для структуры AlGaInP, 4 В для InGaN. Для батарейки 9 В на гасящем резисторе должно в первом случае "упасть" 7 В, что при 20 мА произойдет при значении сопротивления резистора в 7 В / 20 мА=350 Ом. Во втором случае имеем, соответственно, 5 В / 20 мА=250 Ом.
Последовательное включение СД
Светодиоды можно легко объединять в последовательные цепочки (схема Б).
Для увеличения надежности целесообразно последовательно - параллельное включение
светодиодов .
А как питать от источника переменного тока? Схемы питания от сети переменного напряжения 12 В (схема В).
Следует отметить, что при питании от сети частотой 50 Гц может наблюдаться утомительное для глаз мерцание.
Приведенные простейшие схемы служат для иллюстрации принципов включения светодиодов, хотя и применяются в некоторых установках. Специально разработанные источники питания обеспечивают оптимальный режим работы светодиодов, включают цепи электронной стабилизации напряжения и защиты от перегрузок.
Источник: Журнал «Иллюминатор»
