發(fā)光二極管

發(fā)光二極管簡稱為LED。由含鎵(Ga)、砷(As)、磷(p)、氮(n)等的化合物制成。電子和孔復(fù)合時可以輻射可見光，用于制作發(fā)光二極管。在電路和裝置中用作指示燈，或用字母或數(shù)字表示。砷化二極管發(fā)出紅光，磷化二極管發(fā)出綠光，碳化硅二極管發(fā)出黃光，氮化鎵二極管發(fā)出藍光。由于化學(xué)性質(zhì)，分為有機發(fā)光二極管OLED和無機發(fā)光二極管LED。

應(yīng)用

從LED在20世紀(jì)60年代上市到80年代的10多年里，LED只有紅、黃、綠幾種顏色，發(fā)光效率低(僅約1 lm/W)，亮度低，價格高，人們只是用它作為電子產(chǎn)品的指示燈。在LED的開發(fā)和應(yīng)用歷史中，此期間是LED的指令應(yīng)用階段。1交流電源指示燈。此電路只要連接220V/50Hz交流電源線，LED就會亮起，指示電源已打開。限流電阻r的電阻值為220V/IF。2交流開關(guān)指示燈使用LED作為白熾燈開關(guān)指示燈的電路，當(dāng)開關(guān)斷開燈泡時，電流通過R、LED和燈泡EL形成電路，LED亮起，人們可以在黑暗中找到開關(guān)。這時電路中彎曲的電流很小，燈泡不亮。打開開關(guān)后，燈泡亮了，指示燈熄滅了。3交流電源插座指示燈使用雙色(總陰極)LED作為交流電源插座指示燈的電路。插座的電源由開關(guān)S控制。紅色指示燈亮起后，插座不能通電。綠色指示燈亮起后，插座通電。4保險冠座指示燈LED用作工廠設(shè)備配電箱保險冠座指示燈的電路。保險管完好的話，指示燈不亮。保險管融化后，指示燈亮起，可以知道要更換的保險絲是哪種保險絲。對肉眼無法觀察好壞的陶瓷芯保險絲非常方便。5 LED廣告標(biāo)牌燈6 LED單色或彩色顯示器普通單色顯示器用于顯示一行漢字，彩色顯示器用于室外大屏幕電視。7 LED路燈8 LED汽車信號燈和LED電動車燈

發(fā)光二極管交替閃爍的電路圖制作

這是一個簡單的電路，用晶體管2N 2222A和一些電阻器驅(qū)動兩個LED，兩個LED交替閃爍。

元件清單

2N2222*2

10k電阻(棕色黑色橙色)*2

390歐姆電阻(橙色白色布朗)*2

100UF電解電容器*2

藍色LED(或喜歡其他顏色)*2

電池(3-9V)*1

交換機*1

電路圖

焊接三極管

用四角鉗剪長針腳。電池電壓不要超過9伏。

發(fā)光二極管應(yīng)用電路的詳細說明

電路目標(biāo)：按下220交流輸入實施開關(guān)可打開發(fā)光二極管

工作大象和技術(shù)參數(shù)：一般發(fā)光二極管、一般發(fā)光二極管的正向傳導(dǎo)工作正常電壓為3.3V，正常工作電流(Forward Current)為5-20mA，其中電流計算基于10mA。

原理圖圖形

發(fā)光二極管端部設(shè)計

設(shè)計元素：1。發(fā)光二極管工作時正向壓降電壓2。發(fā)光二極管工作時流動的電流

首先，滿足電源要求必須大于3.3伏，為了確保二極管工作時電流的大小為10毫安，必須將電阻連接到發(fā)光二極管，如下圖所示。

這種阻力在這里起著限制流向10毫安的作用。

Led側(cè)電源參數(shù)

直流電源選擇的特性上，可以選擇的是電壓圓形和電流圓形電源。

電壓源電源：電壓保持不變，電壓源可能關(guān)閉。

電流圓形電源：電流不變，與負載無關(guān)，必須保持通道狀態(tài)，一旦開路，電流源必須保持電流的常數(shù)，因此極間空氣中會擊穿高壓。在此應(yīng)用中，首先不能將發(fā)光二極管連接到電流源電路?？赡苁遣⑿械?。發(fā)光二極管工作時會先分離短路，關(guān)閉時會縮短。

路回路閉合，并且電源的非理想性，存在電源內(nèi)阻，電流源又必須通路，從能耗的角度上講也不適合此應(yīng)用。

　　在此選用直流電壓源對發(fā)光二極管端進行供電，之后涉及到電壓源大小的選擇，像貨幣的面額一樣電源不可能將每種大小的電源都設(shè)計出來，在實際應(yīng)用中主要規(guī)格有3.3V，5V，12V，24V，48V直流電壓源，由于二極管的導(dǎo)通壓降已經(jīng)有3.3V，有考慮到減少功耗，這里選擇5V直流電壓源。

　　限流電阻阻值及其功率

　　回路電流 i=10mA，發(fā)光二極管正向?qū)▔航禐?.3V，電壓源為5V，可以得到限流電阻的阻值為170歐，功率為0.017W。

　　5V直流電壓源的獲得

　　這里選用LM7805穩(wěn)壓模塊，發(fā)光二極管端的回路如下圖所示

　　在Vin上電壓選取的范圍是12-25伏之間，選取一般常用的電壓12伏和24伏，以24伏計算LM7805功率為0.2W，可以保證工作時不發(fā)熱，如果穩(wěn)壓模塊的壓差過大則使得功率較大而發(fā)熱，可以采取散熱處理，或者使用多個穩(wěn)壓模塊，由多個穩(wěn)壓模塊組成的電壓源的工作電流還是負載電流。

　　發(fā)光二極管回路的電源濾波

　　電壓源濾波處理：5V電源的電壓有紋波，相當(dāng)于將電容看成一個水缸，帶有脈動的電壓對電容充電，電壓減少時由于電容可以補償電壓下降而造成的波動，從而減少脈動的紋波，通常該電容是電解電容，對于小電壓源一般不會產(chǎn)生浪涌電壓即dU/dt很大的情況，則不需要在電解電容邊上接瓷片電容，去除浪涌。 對于電解電容的電容計算：C=IL/（？U×f_充 ），之后的濾波電容計算是按照最初電源的頻率計算，經(jīng)過整流橋之后倍頻，計算值加以一定余量。

　　濾波電容如下圖所示

　　整流橋電源：

　　整流橋作為電源輸入時，對于含有大電容的濾波（且沒有負載時）的整流橋正負極之間的電壓有效值為1.414Uin，在濾波電容后接入負載時電容進行充放電使得電壓有所下降。增加瓷片電容濾去浪涌電壓（利用電容兩端的電壓不可突變的性質(zhì)）保證后面電路的工作的安全性，一般為104瓷片電容即可。整流橋輸出的直流電壓為24V，輸出整流橋的交流輸入為AC16V，AC16V由220交流輸入經(jīng)變壓后通過接線端子接入發(fā)管二極管驅(qū)動電路。

　　主電路由下圖所示

　　模塊參數(shù)計算及其選型封裝

　　整流橋模塊

　　1. 整流橋二極管所能承受的反向電壓（根號二倍 的電容電壓）

　　2. 整流橋每只二極管流過的平均電流

　　限流電阻模塊

　　可選的封裝形式是直插式和貼片式，對貼片式的封裝也有不同類型對應(yīng)著不同的功率，先確定電阻是直插式還是貼片式，最后根據(jù)功率選擇對應(yīng)的封裝形式（留一定余量）。

　　濾波電容模塊

　　濾波電容的C相當(dāng)于水缸的底面積，Q相當(dāng)于水的體積，U相當(dāng)于水缸的高度，電容后的負載電路需要向電容抽取電流也就是抽取電荷（相當(dāng)于水缸中的水），導(dǎo)致水缸高度U下降，同時電壓源對電容充電補充水缸高度（條件是電壓源電壓在瞬態(tài)大于電容電壓才能將電荷注入電容），故紋波的產(chǎn)生是必然的，但是可以通過高頻充電和增大C減小紋波。如果沒有濾波電容，脈動電壓直接供給負載，會造成電壓的不穩(wěn)定，影響工作，濾波穩(wěn)定了電壓的同時間接保證電流的穩(wěn)定。

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