Как восстановить диодную лампу


Ремонт светодиодных ламп своими руками: пошаговая инструкция

При многообразии осветительных приборов на прилавках страны, светодиоды остаются вне конкуренции по причине экономичности и долговечности. Однако не всегда приобретается качественное изделие, ведь в магазине товар не разберешь для осмотра. Да и в этом случае не факт, что каждый определит, из каких деталей она собрана. Лампы перегорают, а покупать новые становится накладно. Выходом становится ремонт светодиодных ламп своими руками. Работа эта под силу даже начинающему домашнему мастеру, а детали недороги. Сегодня разберемся, как проверить осветительный прибор, в каких случаях изделие ремонтируется и как это сделать.

Светодиодные осветительные приборы прочно вошли в нашу жизнь

Содержание статьи

Как устроены светодиодные лампы 220 В

Известно, что светодиоды не могут работать напрямую от сети 220 В. Для этого им нужно дополнительное оборудование, которое, чаще всего, и выходит из строя. О нем сегодня и поговорим. Рассмотрим схему светодиодного драйвера, без которого невозможна работа осветительного прибора. Попутно и проведем ликбез для тех, кто ничего не понимает в радиоэлектронике.

Драйвер в светодиодной лампе выполняет основную работу

драйвер gauss 12w

Схема драйвера светодиодной лампы 220 В состоит из:

  • диодного моста;
  • сопротивлений;
  • резисторов.

Диодный мост служит для выпрямления тока (превращает его из переменного в постоянный). На графике это выглядит как отсекание полуволны синусоиды. Сопротивления ограничивают ток, а конденсаторы накапливают энергию, увеличивая частоту. Рассмотрим принцип действия на схеме светодиодной лампы на 220 В.

Принцип работы драйвера в лампе на светодиодах

Вид на схемеПорядок работы
Напряжение 220 В подается на драйвер и проходит через сглаживающий конденсатор и сопротивление, ограничивающее ток. Это нужно для того, чтобы обезопасить диодный мост.
Напряжение подается на диодный мост, состоящий из четырех разнонаправленных диодов, которые отсекают полуволну синусоиды. На выходе ток постоянный.
Теперь, посредством сопротивления и конденсатора, ток снова ограничивается и ему задается нужная частота.
Напряжение с необходимыми параметрами поступает на равнонаправленные световые диоды, которые служат и как ограничение тока. Т.е. при перегорании одного из них напряжение повышается, что приводит к выходу из строя конденсатора, если он недостаточно мощный. Такое происходит в китайских изделиях. Качественные приборы от этого защищены.

Поняв принцип работы и схему драйвера, решение как починить светодиодную лампу на 220V уже не будет казаться сложным. Если говорить о качественных световых приборах, то неприятностей от них ждать не стоит. Они работают весь положенный срок и не тускнеют, хотя есть «болезни», которым подвержены и они. Как с ними справиться сейчас поговорим.

Причины выхода из строя осветительных LED-приборов

Чтобы проще было разобраться с причинами, обобщим все данные в одной общей таблице.

Причина поломкиОписаниеРешение проблемы
Перепады напряженияТакие светильники в меньшей мере подвержены поломкам из-за перепадов напряжения, однако чувствительные скачки могут «пробить» диодный мост. В результате перегорают LED-элементы.Если скачки чувствительны, нужно установить стабилизатор напряжения, который значительно продлит срок службы светового оборудования, но и остальных бытовых приборов.
Неправильно подобран светильникОтсутствие должной вентиляции влияет на драйвер. Выделяемое им тепло не отводится. В результате происходит перегрев.Выбрать светильник с хорошей вентиляцией, которая обеспечит нужный теплообмен.
Ошибки монтажаНеправильно выбранная система освещения, его подключение. Неверно высчитанное сечение электропроводки.Здесь выходом будет разгрузить линию освещения или заменить осветительные приборы устройствами, потребляющие меньше мощности.
Внешний факторПовышенная влажность, вибрации, удары или запыленность при неправильном подборе IP.Правильный подбор степени защиты или устранение негативных факторов.

Полезно знать! Ремонт светодиодных светильников невозможно выполнять до бесконечности. Намного проще исключит негативные факторы, влияющие на долговечность и не приобретать дешевые изделия. Экономия сегодня обернется затратами завтра. Как говорил экономист Адам Смит: «Я не настолько богат, чтобы покупать дешевые вещи».

Есть и такие приборы, но ремонту они не подлежат

Ремонт светодиодной лампы на 220 В своими руками: нюансы производства работ

Перед тем, как отремонтировать светодиодную лампу своими руками, обратите внимание на некоторые детали, требующие меньшего количество трудозатрат. Проверка патрона и напряжения в нем – первое, что стоит сделать.

Важно! Ремонт ЛЕД-ламп требует наличия мультиметра – без него не получится прозвонить элементы драйвера. Так же потребуется паяльная станция.

мультиметры бытовые

Паяльная станция необходима для ремонта светодиодных люстр и светильников. Ведь перегрев их элементов приводит к выходу из строя. Температура нагрева при пайке должна быть не выше 2600, в то время как паяльник разогревается сильнее. Но выход есть. Используем кусок медной жилы, сечением 4 мм, который наматывается на жало паяльника плотной спиралью. Чем сильнее удлинить жало, тем ниже его температура. Удобно, если на мультиметре присутствует функция термометра. В этом случае ее можно отрегулировать точнее.

Так выглядит паяльная станция. Стоимость ее довольно высока

паяльная станция

Но перед тем, как выполнить ремонт светодиодных прожекторов, люстр или ламп нужно определить причину выхода из строя.

Как разобрать светодиодную лампочку

Одна из проблем, с которой сталкивается начинающий домашний мастер – как разобрать светодиодную лампочку. Для этого понадобится шило, растворитель и шприц с иглой. Рассеиватель LED-лампы приклеен к корпусу герметиком, который нужно удалить. Проводя аккуратно вдоль кромки рассеивателя шилом, шприцем вводим растворитель. Через 2÷3 минуты, легко покручивая, рассеиватель снимается.

Проверка светодиодной лампочки в разобранном состоянии. Не стоит так делать – это опасно

Некоторые световые приборы изготовлены без проклейки герметиком. В этом случае достаточно провернуть рассеиватель и снять его с корпуса.

Выявляем причину выхода из строя светодиодной лампочки

Разобрав осветительный прибор, обратите внимание на LED-элементы. Часто сгоревший определяется визуально: на нем имеются подпалины или черные точки. Тогда меняем неисправную деталь и проверяем работоспособность. Подробно о замене мы расскажем в пошаговой инструкции.

Если LED-элементы в порядке, переходим к драйверу. Для проверки работоспособности его деталей нужно их выпаять из печатной платы. Номинал резисторов (сопротивлений) указывается на плате, а параметры конденсатора – на корпусе. При прозвонке мультиметром в соответствующих режимах отклонений быть не должно. Однако часто конденсаторы, вышедшие из строя, определяются визуально – они вздуваются либо лопаются. Решение – замена подходящим по техническим параметрам.

Светодиод можно прозвонить мультиметром не выпаивая из печатной платы

Замену конденсаторов и сопротивлений, в отличие от светодиодов, часто выполняют обычным паяльником. При этом следует соблюдать осторожность, не перегревать ближайшие контакты и элементы.

Замена светодиодов лампочки: насколько это сложно

При наличии паяльной станции или фена работа эта проста. Паяльником работать сложнее, но тоже возможно.

Полезно знать! Если под рукой нет рабочих LED-элементов можно установить перемычку вместо сгоревшего. Долго такая лампа не проработает, но некоторое время выиграть удастся. Однако такой ремонт производится только если количество элементов более шести. В противном случае день – это максимум работы ремонтного изделия.

Современные лампы работают на SMD LED-элементах, которые можно выпаять из светодиодной ленты. Но стоит подбирать подходящие по техническим характеристикам. Если таковых нет, лучше поменять все.

Китайский драйвер – эти ребята любят минимализм

Статья по теме:

Для правильного выбора LED-приборов надо знать не только общие характеристики светодиодов. Пригодятся сведения о современных моделях, электрических схемах рабочих устройств. В этой статье вы найдете ответы на эти и другие практические вопросы.

Ремонт драйвера светодиодной лампы при наличии электрической схемы устройства

Если драйвер состоит из SMD-компонентов, которые имеют меньший размер, воспользуемся паяльником с медной проволокой на жале. При визуальном осмотре выявлен сгоревший элемент – выпаиваем и подбираем подходящий по маркировке. Нет видимых повреждений – это сложнее. Придется выпаивать все детали и прозванивать по отдельности. Найдя сгоревший, меняем на работоспособный и монтируем элементы на места. Удобно использовать для этого пинцет.

Полезный совет! Не стоит удалять с печатной платы все элементы одновременно. Они похожи по внешнему виду, можно перепутать впоследствии местоположение. Лучше выпаивать элементы по одному и, проверив, монтировать на место.

Ремонт светодиодной трубки в форме люминесцентной лампы ничем не отличается от работы с простой

Как проверить и заменить блок питания светодиодных светильников

При монтаже освещения в помещениях с повышенной влажностью (ванная комната или кухня) используются стабилизирующие блоки питания, которые понижают напряжение до безопасного (12 или 24 вольта). Стабилизатор может выйти из строя по нескольким причинам. Основные из них – это избыточная нагрузка (потребляемая мощность светильников) или неправильный выбор степени защиты блока. Ремонтируются такие устройства в специализированных сервисах. В домашних условиях это нереально без наличия оборудования и знаний в области радиоэлектроники. В этом случае БП придется заменить.

Блок питания для светодиодов выглядит так

Блок питания для светодиодов

Очень важно! Все работы по замене стабилизирующего блока питания светодиодов производятся при снятом напряжении. Не стоит надеяться на выключатель – он может быть неправильно скоммутирован. Напряжение отключается в распределительном щитке квартиры. Помните, что прикосновение рукой к токоведущим частям опасно для жизни.

Нужно обратить внимание на технические характеристики устройства – мощность должна превышать параметры ламп, которые от него запитаны. Отключив вышедший из строя блок, подключаем новый согласно схеме. Она находится в технической документации прибора. Сложностей это не представляет – все провода имеют цветовую маркировку, а контакты – буквенное обозначение.

Расшифровка степеней защиты IP для электроприборов

Играет роль и степень защиты устройства (IP). Для ванной комнаты прибор должен иметь маркировку не ниже IP45.

Статья по теме:

Чтобы освещение было стабильным, а установленные изделия прослужили как можно дольше, следует правильно подобрать блок питания 12 В для светодиодной ленты. В данной публикации мы рассмотрим виды устройств, как правильно их рассчитать, как сделать своими руками, как подключить, популярные модели.

Причины моргания светодиодных ламп: методы устранения

Если причиной мерцания светодиодной лампы является выход из строя конденсатора (его нужно заменить), то периодическое моргание при выключенном свете решается проще. Причина такому «поведению» светильника – подсветка-индикатор на клавише выключателя.

Находящийся в схеме драйвера конденсатор накапливает напряжение, а при достижении предела выдает разряд. Подсветка клавиши пропускает малое количество электричества, которое никак не сказывается на лампочках накаливания или «галогенках», однако этого напряжения хватает, чтобы конденсатор начал его накапливать. В определенный момент он выдает разряд на светодиоды, после чего снова переходит к накоплению. Решить эту проблему можно двумя способами:

  1. Вытаскиваем клавишу из выключателя и отключаем подсветку. Метод прост, но индикация, увеличивающая стоимость выключателя теперь бесполезна.
  2. Разбираем люстру и на каждом патроне меняем фазный провод с нулевым местами. Способ сложнее, но он сохраняет функционал выключателя. В темноте его видно хорошо, и это плюс.
Такой выключатель может стать причиной мигания световых диодов в приборе

Миганию подвержены не только светодиодные лампы, но и КЛЛ. Устройство их ПРУ (пуско-регулирующего устройства) работает по похожему принципу, что позволяет конденсатору накапливать энергию.

Ремонт светодиодных ламп своими руками: пошаговая инструкция

Рассмотрим на примере простой ремонт светодиодной лампы:

Как можно понять, ремонт светодиодной лампы 220 В своими руками не так уж и сложен. При отсутствии новых деталей можно воспользоваться сгоревшими лампочками, выпаяв элементы из них. Из 2-3 старых собирается один рабочий световой прибор.

Заключение

Стоимость светодиодных ламп медленно, но верно снижается. Однако цена все же остается высокой. Не каждому по карману менять некачественные, но дешевые, лампы или покупать дорогостоящие. В этом случае ремонт таких осветительных приборов — неплохой выход. Если соблюдать  правила и меры предосторожности, то экономия составит приличную сумму.

Лампа «кукуруза» дает больше света, но и потребление энергии у нее выше

Надеемся, что информация, изложенная в сегодняшней статье, будет полезна читателям. Вопросы, возникшие по ходу прочтения, можно задать в обсуждениях. Мы ответим на них как можно полно. Если у кого-либо был опыт подобных работ, будем благодарны, если Вы им поделитесь с другими читателями.

А напоследок, уже по традиции, короткое познавательное видео по сегодняшней теме:

 

Предыдущая

ОсвещениеПрактические советы, как повесить люстру на натяжной потолок

Следующая

ОсвещениеДиммеры для светодиодных ламп 220 В: что это такое и в каких случаях используются

Понравилась статья? Сохраните, чтобы не потерять!

ТОЖЕ ИНТЕРЕСНО:

ВОЗМОЖНО ВАМ ТАКЖЕ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО:

Как восстановить старые лампы | Руководства по дому

Старых ламп предостаточно. Вы найдете их на барахолках, дворовых распродажах и на неизведанных чердаках. Найти шатающиеся старые лампы не проблема; Задача состоит в том, чтобы превратить этих измученных лягушек в полезных и красивых принцев. Но отремонтировать практически любую лампу и вернуть ей красоту и полезность - навыки, которым может научиться и сам мастер.

В первую очередь в первую очередь

Отрежьте старый шнур ножницами, затем удалите старое гнездо, нажав кнопку "НАЖАТЬ" на крышке гнезда.Протяните розетку и оставшийся шнур через лампу. Если гайка на конце трубки лампы ослабла, затяните ее разводным ключом. Поверните по часовой стрелке, пока это не станет надежным; применение силы может повредить хрупкие детали лампы. Если какое-либо оборудование или детали отсутствуют, купите замену в отделе ремонта ламп в домашнем центре или в магазине ламп. Очистите лампу средством для мытья окон и целлюлозной губкой.

Вон, проклятое место!

Удалите ненужную краску и потертый лак с металла, замочив его в мультиварке, наполненной водой и достаточным количеством жидкости для мытья посуды, чтобы он стал скользким.Разберите лампу, открутив гайку снизу. Поместите металлические части в мультиварку, поставьте на минимум и оставьте на 6 часов или на ночь. Соскребите размягченный материал пластиковым шпателем и другими не царапающими предметами. Отполируйте латунь очистителем для латуни и мягкой тканью. Аккуратно втирайте круговыми движениями, пока не добьетесь желаемого блеска. Удалите ямы - стойкие пятна потускнения - протерев их полиролем для латуни и небольшим количеством пищевой соды. Соберите лампу, выполняя разборку в обратном порядке.

A New Lifeline

Проденьте новый шнур через трубу, пока он не появится наверху. Вытяните провода шнура на несколько дюймов друг от друга и завяжите узелком. Оберните зачищенные концы по часовой стрелке вокруг клемм нового гнезда и закрепите отверткой. Присоедините ребристый нейтральный провод к серебряному нейтральному выводу, а гладкий горячий провод к золотому горячему выводу. Осторожно потяните шнур снизу, чтобы розетка опиралась на основание розетки, затем наденьте крышку на розетку. Вдавите крышку гнезда в ее основание до щелчка.

Выбирайте разумно

При поиске старых ламп для восстановления избегайте ламп с битым стеклом или керамическими деталями; им может потребоваться профессиональная реставрация. Избегайте изделий с латунным покрытием с поврежденной отделкой, которые невозможно полностью восстановить. Прежде чем разбирать лампу, сделайте снимок, чтобы использовать его в качестве ориентира при повторной сборке. Если вам необходимо освежить окрашенные поверхности, распылите разобранные детали в хорошо проветриваемом помещении. Чтобы завершить реставрацию, возьмите лампу с собой при покупке абажура, чтобы не ошибиться в размере абажура или держателя абажура, называемого арфой.

.

Как восстановить вашу лавовую лампу до новой, когда облачно и бесполезно

I В этой статье я поделюсь с вами способом восстановить вашу лампу до новой без использования опасных химикатов или каких-либо сложных задач. Это настолько легко, что ребенок может это сделать (но не рекомендуется из-за токсичных масел в исходной формуле, в первую очередь четыреххлористого углерода).

Мы удалим старую формулу масляных смесей и заменим ее новой, которую вы можете использовать (повторяя процесс восстановления) снова и снова, чтобы восстановить лампу в случае необходимости.Вы также узнаете немного о физике того, как работают эти лампы. Одна вещь, которую вы уже должны знать, - это не трясти лавовую лампу, когда она включена или воск теплый, потому что это испортит ее!

Облачно лампы - отстой. Нижняя граница. Вы не можете видеть сквозь пропитанную воском дымку, поэтому ваши попытки сосредоточиться, чтобы увидеть это, более разочарованы, чем на самом деле медитация. Я прав?

.

Как продлить и восстановить свинцово-кислотные батареи

Узнайте, что вызывает коррозию, выпадение, короткое замыкание, сульфатирование, высыхание, расслоение кислоты и поверхностный заряд.

Свинцово-кислотная батарея проходит три этапа жизни: форматирование, пик и убыль (рис. 1). На этапе форматирования пластины находятся в подобном губке состоянии, окруженном жидким электролитом. Упражнение пластин позволяет абсорбировать электролит так же, как сжимать и отпускать затвердевшую губку.По мере активации электродов емкость постепенно увеличивается.

Рис. 1: Срок службы батареи.

Три фазы батареи - это форматирование, пик и спад.

Предоставлено Cadex


Форматирование наиболее важно для батарей глубокого разряда. Для достижения максимальной производительности им требуется 20–50 полных циклов, и это достигается при использовании в полевых условиях.Производители рекомендуют бережно относиться к аккумулятору во время обкатки. Стартерные батареи менее критичны и не нуждаются в заправке. Полная мощность запуска доступна с самого начала, хотя CCA немного повысится с форматированием в начале использования. (См. Также BU-701: Как заправить аккумуляторы.)

Аккумулятор глубокого разряда обеспечивает 100–200 циклов до начала постепенного разряда. Замена должна производиться при падении емкости до 70 или 80 процентов. Некоторые приложения допускают более низкие пороговые значения мощности, но время выхода на пенсию никогда не должно опускаться ниже 50 процентов, так как старение может ускориться после выхода из пика.

Чтобы свинцово-кислотный аккумулятор оставался в хорошем состоянии, нанесите полностью насыщенный заряд продолжительностью от 14 до 16 часов. Если цикл зарядки не позволяет этого, полностью заряжайте аккумулятор раз в несколько недель. По возможности работайте при умеренной температуре и избегайте глубоких разрядов; заряжайте как можно чаще. (См. BU-403: Зарядка свинцово-кислотной батареи.)

Основная причина относительно короткого срока службы свинцово-кислотной батареи - это истощение активного материала. Согласно исследованию режимов отказа BCI 2010 года, поломка, связанная с пластиной / сеткой, увеличилась с 30 процентов 5 лет назад до 39 процентов сегодня.В отчете не приводятся причины большего износа, кроме предположения, что более высокие требования к стартерной батарее в современных автомобилях вызывают дополнительную нагрузку. Каждые 5 лет организация проводит исследование, чтобы определить режимы отказа батарей, которые были выведены из эксплуатации. (BCI означает Международный совет батарей.)

В то время как истощение активного материала хорошо изучено и может быть рассчитано, свинцово-кислотная батарея страдает от других недугов задолго до того, как износ пластины и сетки прозвучит похоронным звоном.Эти условия находятся в следующих разделах: коррозия, осыпание и внутреннее короткое замыкание, сульфатирование и способы его предотвращения, а также потеря воды, расслоение кислоты и поверхностный заряд. Большинство из них можно уменьшить путем правильного обращения.

Резюме

Как специалист по уходу за батареями, у вас есть выбор, как продлить срок службы батареи. Каждая аккумуляторная система имеет уникальные потребности в отношении зарядки, глубины разряда и нагрузки, которые необходимо соблюдать. Следующие документы резюмируют, что нравится и что не нравится батареям.

BU-415: Как заряжать и когда заряжать?
BU-706: сводка правил, которые можно и нельзя делать
BU-806a: Как нагрев и нагрузка влияют на срок службы батареи

Последнее обновление 06.02.2019

*** Пожалуйста, прочтите Reg

.

диодов - learn.sparkfun.com

Добавлено в избранное Любимый 57

Введение

После того, как вы перейдете от простых пассивных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности, пора перейти в чудесный мир полупроводников. Одним из наиболее широко используемых полупроводниковых компонентов является диод.

В этом уроке мы рассмотрим:

  • Что такое диод !?
  • Теория работы диодов
  • Важные свойства диода
  • Диоды разные
  • Как выглядят диоды
  • Типичные применения диодов

Рекомендуемая литература

Некоторые концепции в этом руководстве основаны на предыдущих знаниях в области электроники.Прежде чем переходить к этому руководству, подумайте о том, чтобы сначала прочитать (по крайней мере, бегло просмотреть) следующие:

Что такое схема?

Каждый электрический проект начинается со схемы. Не знаю, что такое схема? Мы здесь, чтобы помочь.

Что такое электричество?

Мы можем видеть электричество в действии на наших компьютерах, освещающее наши дома, как удары молнии во время грозы, но что это такое? Это непростой вопрос, но этот урок прольет на него некоторый свет!

Как пользоваться мультиметром

Изучите основы использования мультиметра для измерения целостности цепи, напряжения, сопротивления и тока.

Хотите изучить различные диоды?

Идеальные диоды

Ключевая функция диода ideal заключается в управлении направлением потока тока. Ток, проходящий через диод, может идти только в одном направлении, называемом прямым направлением. Ток, пытающийся течь в обратном направлении, заблокирован. Они похожи на односторонний клапан электроники.

Если напряжение на диоде отрицательное, ток не может течь *, и идеальный диод выглядит как разомкнутая цепь.В такой ситуации говорят, что диод от или с обратным смещением .

Пока напряжение на диоде не отрицательное, он «включается» и проводит ток. В идеале * диод будет действовать как короткое замыкание (0 В на нем), если он проводит ток. Когда диод проводит ток, он смещен в прямом направлении (жаргон электроники означает «включено»).

Соотношение тока и напряжения идеального диода. Любое отрицательное напряжение дает нулевой ток - разрыв цепи.Пока напряжение неотрицательно, диод выглядит как короткое замыкание.

Характеристики идеального диода
Рабочий режим Вкл. (Смещение в прямом направлении) Выкл. (Смещение в обратном направлении)
Проходной ток I> 0 I = 0
Напряжение в поперечном направлении В = 0 В
Диод выглядит как Короткое замыкание Обрыв цепи

Обозначение цепи

Каждый диод имеет две клеммы, - соединения на каждом конце компонента - и эти клеммы поляризованы , что означает, что эти две клеммы совершенно разные.Важно не перепутать соединения на диоде. Положительный конец диода называется анодом , а отрицательный конец называется катодом . Ток может течь от конца анода к катоду, но не в другом направлении. Если вы забыли, в каком направлении протекает ток через диод, попробуйте вспомнить мнемоническое обозначение ACID : «анодный ток в диоде» (также анодный катод - это диод ).

Обозначение цепи стандартного диода представляет собой треугольник, соприкасающийся с линией.Как мы расскажем позже в этом руководстве, существует множество типов диодов, но обычно их обозначение схемы будет выглядеть примерно так:

Вывод, входящий в плоский край треугольника, представляет собой анод. Ток течет в направлении, указанном треугольником / стрелкой, но не может идти в обратном направлении.

Выше приведены несколько простых примеров схем диодов. Слева диод D1 смещен в прямом направлении и позволяет току течь по цепи.По сути это похоже на короткое замыкание. Справа диод D2 имеет обратное смещение. Ток не может течь по цепи, и она выглядит как разомкнутая цепь.

* Внимание! Звездочка! Не совсем так ... К сожалению, идеального диода не существует. Но не волнуйтесь! Диоды действительно настоящие, у них просто есть несколько характеристик, которые заставляют их работать немного хуже, чем наша идеальная модель ...


Реальные характеристики диода

В идеале , диоды будут блокировать любой ток, текущий в обратном направлении, или просто действовать как короткое замыкание, если ток идет вперед.К сожалению, реальное поведение диодов не совсем идеальное. Диоды действительно потребляют некоторое количество энергии при проведении прямого тока, и они не будут блокировать весь обратный ток. Реальные диоды немного сложнее, и все они имеют уникальные характеристики, которые определяют, как они на самом деле работают.

Взаимосвязь тока и напряжения

Наиболее важной характеристикой диода является его вольт-амперная зависимость ( i-v ). Это определяет, какой ток проходит через компонент, учитывая, какое напряжение на нем измеряется.Резисторы, например, имеют простую линейную зависимость i-v ... Закон Ома. Кривая i-v диода, однако, полностью не является линейной для . Выглядит это примерно так:

Отношение тока к напряжению диода. Чтобы преувеличить несколько важных моментов на графике, масштабы как в положительной, так и в отрицательной половине не равны.

В зависимости от приложенного к нему напряжения диод будет работать в одном из трех регионов:

  1. Прямое смещение : Когда напряжение на диоде положительное, диод включен, и ток может проходить через него.Напряжение должно быть больше прямого напряжения (V F ), чтобы ток был значительным.
  2. Обратное смещение : Это режим «выключения» диода, при котором напряжение меньше V F , но больше -V BR . В этом режиме протекание тока (в основном) заблокировано, а диод выключен. очень небольшой ток (порядка нА), называемый обратным током насыщения, может протекать через диод в обратном направлении.
  3. Пробой : Когда напряжение, приложенное к диоду, очень большое и отрицательное, большой ток может течь в обратном направлении, от катода к аноду.

прямое напряжение

Чтобы «включиться» и провести ток в прямом направлении, диод требует приложения определенного количества положительного напряжения. Типичное напряжение, необходимое для включения диода, называется прямым напряжением F ).Его также можно назвать либо , , либо , .

Как мы знаем из кривой i-v , сквозной ток и напряжение на диоде взаимосвязаны. Больший ток означает большее напряжение, меньшее напряжение означает меньший ток. Однако, как только напряжение приближается к номинальному прямому напряжению, большое увеличение тока по-прежнему должно означать лишь очень небольшое увеличение напряжения. Если диод полностью проводящий, обычно можно предположить, что напряжение на нем соответствует номинальному прямому напряжению.

Мультиметр с диодной настройкой можно использовать для измерения (минимального) прямого падения напряжения на диоде.

Конкретный диод V F зависит от того, из какого полупроводникового материала он сделан. Обычно кремниевый диод имеет напряжение V F около 0,6–1 В . Диод на основе германия может быть ниже, около 0,3 В. Диод типа также имеет некоторое значение для определения прямого падения напряжения; светоизлучающие диоды могут иметь намного больший V F , в то время как диоды Шоттки разработаны специально для того, чтобы иметь гораздо более низкое, чем обычно, прямое напряжение.

Напряжение пробоя

Если к диоду приложить достаточно большое отрицательное напряжение, он поддается и позволяет току течь в обратном направлении. Это большое отрицательное напряжение называется напряжением пробоя . Некоторые диоды на самом деле предназначены для работы в области пробоя, но для большинства нормальных диодов не очень полезно подвергаться воздействию больших отрицательных напряжений.

Для нормальных диодов это напряжение пробоя составляет от -50 В до -100 В или даже более отрицательное.

Таблицы данных диодов

Все вышеперечисленные характеристики должны быть подробно описаны в даташите на каждый диод. Например, в этом техническом описании диода 1N4148 указано максимальное прямое напряжение (1 В) и напряжение пробоя (100 В) (среди множества другой информации):

Таблица данных может даже представить вам очень знакомый график вольт-амперной характеристики, чтобы более подробно описать поведение диода. Этот график из таблицы данных диода увеличивает изогнутую переднюю часть кривой i-v .Обратите внимание, как больший ток требует большего напряжения:

Эта таблица указывает на еще одну важную характеристику диода - максимальный прямой ток. Как и любой другой компонент, диоды могут рассеивать только определенное количество энергии, прежде чем они взорвутся. На всех диодах должен быть указан максимальный ток, обратное напряжение и рассеиваемая мощность. Если диод подвергается большему напряжению или току, чем он может выдержать, ожидайте, что он нагреется (или, что еще хуже, расплавится, задымится, ...).

Некоторые диоды хорошо подходят для больших токов - 1 А или более - другие, такие как малосигнальный диод 1N4148, показанный выше, могут подходить только для тока около 200 мА.


Этот 1N4148 - лишь крошечная выборка всех существующих типов диодов. Далее мы рассмотрим, какое удивительное разнообразие существует и для какой цели служит каждый тип.

Типы диодов

Нормальные диоды

Диоды сигнальные

Стандартные сигнальные диоды являются одними из самых простых, средних и простых членов семейства диодов. Обычно они имеют средне-высокое прямое падение напряжения и низкий максимальный ток.Типичный пример сигнального диода - 1N4148.

Очень общего назначения, он имеет типичное прямое падение напряжения 0,72 В и максимальный номинальный прямой ток 300 мА.

Слабосигнальный диод, 1N4148. Обратите внимание на черный кружок вокруг диода, который отмечает, какой из выводов является катодом.

Силовые диоды

Выпрямитель или силовой диод - стандартный диод с гораздо более высоким максимальным током. Этот более высокий номинальный ток обычно достигается за счет большего прямого напряжения.1N4001 - это пример силового диода.

1N4001 имеет номинальный ток 1 А и прямое напряжение 1,1 В.

Диод 1N4001 PTH. На этот раз серая полоса указывает, какой вывод является катодом.

И, конечно же, большинство типов диодов также выпускаются для поверхностного монтажа. Вы заметите, что у каждого диода есть способ (независимо от того, насколько он крошечный или плохо различимый), чтобы указать, какой из двух контактов является катодом.

Светодиоды (светодиоды!)

Самым ярким членом семейства диодов должен быть светодиод (LED).Эти диоды буквально загораются при подаче положительного напряжения.

Несколько сквозных светодиодов. Слева направо: желтый 3 мм, синий 5 мм, зеленый 10 мм, сверхяркий красный 5 мм, RGB 5 мм и синий 7-сегментный светодиод.

Как и обычные диоды, светодиоды пропускают ток только в одном направлении. Они также имеют номинальное прямое напряжение, то есть напряжение, необходимое для их включения. Рейтинг светодиода V F обычно выше, чем у обычного диода (1.2 ~ 3 В), и это зависит от цвета, излучаемого светодиодом. Например, номинальное прямое напряжение сверхяркого синего светодиода составляет около 3,3 В, а для сверхяркого красного светодиода такого же размера - всего 2,2 В.

Очевидно, вы чаще всего найдете светодиоды в осветительных приборах. Они веселые и веселые! Но более того, их высокая эффективность привела к широкому использованию в уличных фонарях, дисплеях, подсветке и многом другом. Другие светодиоды излучают свет, невидимый человеческому глазу, например, инфракрасные светодиоды, которые являются основой большинства пультов дистанционного управления.Другое распространенное использование светодиодов - оптическая изоляция опасной высоковольтной системы от низковольтной цепи. Оптоизоляторы соединяют инфракрасный светодиод с фотодатчиком, который пропускает ток при обнаружении света от светодиода. Ниже приведен пример схемы оптоизолятора. Обратите внимание, как схематический символ диода отличается от обычного диода. Светодиодные символы добавляют пару стрелок, выходящих из символа.

Диоды Шоттки

Другой очень распространенный диод - диод Шоттки.

Диод Шоттки

В наличии COM-10926

Диоды Шоттки известны своим низким прямым падением напряжения и очень быстрым переключением. Этот диод Шоттки 1 А 40 В равен…

. 1

Полупроводниковый состав диода Шоттки немного отличается от обычного диода, и это приводит к значительно меньшему на прямому падению напряжения , которое обычно находится между 0.15В и 0,45В. Однако они все равно будут иметь очень большое напряжение пробоя.

Диоды Шоттки

особенно полезны для ограничения потерь, когда каждый последний бит напряжения должен быть сброшен. Они достаточно уникальны, чтобы получить собственное обозначение схемы с парой изгибов на конце катодной линии.

Стабилитроны

Стабилитроны

- это странный изгоем из семейства диодов. Обычно они используются, чтобы намеренно проводить обратный ток .

Стабилитрон - 5.1 В 1 Вт

Распродано COM-10301

Стабилитроны полезны для создания опорного напряжения или в качестве стабилизатора напряжения для слаботочных applications.These диодов ...

Стабилитрон

спроектирован так, чтобы иметь очень точное напряжение пробоя, называемое стабилитроном или напряжением стабилитрона . Когда через стабилитрон протекает достаточный ток в обратном направлении, падение напряжения на нем будет стабильным на уровне напряжения пробоя.

Воспользовавшись их пробивной собственности, стабилитроны часто используются для создания известного опорного напряжения точно по напряжению стабилитрона. Их можно использовать в качестве регуляторов напряжения для небольших нагрузок, но на самом деле они не предназначены для регулирования напряжения в цепях, которые потребляют значительный ток.

Стабилитроны

достаточно особенные, чтобы иметь собственное обозначение схемы с волнистыми концами на катодной линии. Символ может даже обозначать, что такое напряжение стабилитрона диода.Вот 3.3V стабилитрон действует, чтобы создать прочную ссылку 3.3V напряжения:

Фотодиоды

Фотодиоды - это специально сконструированные диоды, которые захватывают энергию фотонов света (см. Физика, квантовая) для генерации электрического тока. Вид работы как анти-светодиод.

Фотодиод BPW34 (не четверть, да еще мелочь). Поместите его на солнце, и он может генерировать около нескольких мкВт энергии !.

Солнечные элементы - главный спонсор фотодиодной технологии.Но эти диоды также могут использоваться для обнаружения света или даже для оптической связи.


Применение диодов

Для такого простого компонента диоды имеют огромное применение. Вы найдете диод того или иного типа практически в каждой цепи. Они могут быть представлены в чем угодно, от цифровой логики слабого сигнала до схемы преобразования энергии высокого напряжения. Давайте рассмотрим некоторые из этих приложений.

Выпрямители

Выпрямитель - это схема, преобразующая переменный ток (AC) в постоянный (DC).Это преобразование критично для всякой бытовой электроники. Сигналы переменного тока выходят из розеток вашего дома, но именно постоянный ток питает большинство компьютеров и другой микроэлектроники.

Ток в цепях переменного тока буквально чередуется - быстро переключается между положительным и отрицательным направлениями - но ток в сигнале постоянного тока течет только в одном направлении. Итак, чтобы преобразовать переменный ток в постоянный, вам просто нужно убедиться, что ток не может течь в отрицательном направлении. Похоже на работу для ДИОДОВ!

Однополупериодный выпрямитель может быть изготовлен всего из одного диода.Если сигнал переменного тока, такой как, например, синусоида, посылается через диод, любая отрицательная составляющая сигнала отсекается.

Формы входного (красный / левый) и выходного (синий / правый) сигналов напряжения после прохождения через схему полуволнового выпрямителя (в центре).

Двухполупериодный мостовой выпрямитель использует четыре диода для преобразования этих отрицательных горбов в сигнале переменного тока в положительные.

Схема мостового выпрямителя (в центре) и форма выходного сигнала, которую она создает (синий / правый).

Эти цепи являются критическим компонентом источников питания переменного тока в постоянный, которые преобразуют сигнал 120/240 В переменного тока сетевой розетки в сигналы постоянного тока 3,3 В, 5 В, 12 В и т. Д. Если вы разорвали стенной бородавку, вы, скорее всего, увидели бы там несколько диодов, которые ее исправили.

Можете ли вы заметить четыре диода, образующие мостовой выпрямитель в этой бородавке?

Защита от обратного тока

Вы когда-нибудь вставляли батарею неправильно? Или поменять местами красный и черный провода питания? Если это так, то диод может быть благодарен за то, что ваша схема все еще жива.Диод, включенный последовательно с положительной стороной источника питания, называется диодом обратной защиты. Это гарантирует, что ток может течь только в положительном направлении, а источник питания подает только положительное напряжение в вашу цепь.

Этот диод полезен, когда разъем источника питания не поляризован, что позволяет легко испортить и случайно подключить отрицательный источник питания к положительному полюсу входной цепи.

Недостатком диода обратной защиты является то, что он вызывает некоторую потерю напряжения из-за прямого падения напряжения.Это делает диоды Шоттки отличным выбором для диодов обратной защиты.

Логические ворота

Забудьте о транзисторах! Простые цифровые логические вентили, такие как И или ИЛИ, могут быть построены из диодов.

Например, диодный логический элемент ИЛИ с двумя входами может быть построен из двух диодов с общими катодными узлами. Выход логической схемы также находится в этом узле. Когда один из входов (или оба) являются логической 1 (высокий / 5 В), выход также становится логической 1.Когда оба входа имеют логический 0 (низкий / 0 В), на выходе через резистор подается низкий уровень.

Логический элемент И построен аналогичным образом. Аноды и обоих диодов соединены вместе, где и расположен выход схемы. Оба входа должны иметь логическую единицу, заставляя ток течь по направлению к выходному выводу и также подтягивать его к высокому уровню. Если на одном из входов низкий уровень, ток от источника питания 5 В проходит через диод.

Для обоих логических вентилей можно добавить больше входов, добавив только один диод.

Обратные диоды и подавление скачков напряжения

Диоды

очень часто используются для ограничения потенциального повреждения от неожиданных больших скачков напряжения. Диоды подавления переходных напряжений (TVS) - это специальные диоды, вроде стабилитронов с низким пробивным напряжением (часто около 20 В), но с очень большой номинальной мощностью (часто в диапазоне киловатт). Они предназначены для шунтирования токов и поглощения энергии, когда напряжение превышает их напряжение пробоя.

Обратные диоды

выполняют аналогичную работу по подавлению скачков напряжения, в частности, вызванных индуктивным компонентом, таким как двигатель.Когда ток через катушку индуктивности внезапно изменяется, создается всплеск напряжения, возможно, очень большой отрицательный всплеск. Обратный диод, помещенный на индуктивную нагрузку, даст этому отрицательному сигналу напряжения безопасный путь для разряда, фактически многократно проходя через индуктивность и диод, пока он в конечном итоге не погаснет.

Это всего лишь несколько вариантов применения этого удивительного маленького полупроводникового компонента.


Покупка диодов

Теперь, когда ваш нынешний движется в правильном направлении, пришло время найти хорошее применение вашим новым знаниям.Независимо от того, ищете ли вы отправную точку или просто пополняете запасы, у нас есть набор изобретателя, а также отдельные диоды на выбор.

Наши рекомендации:

Диод Шоттки

В наличии COM-10926

Диоды Шоттки известны своим низким прямым падением напряжения и очень быстрым переключением.Этот диод Шоттки 1 А 40 В равен…

. 1

Комплект изобретателя SparkFun - V3.2

На пенсии КОМПЛЕКТ-12060

** Как вы, возможно, видели из [нашего сообщения в блоге] (https://www.sparkfun.com/news/2241), мы недавно переместили нашу литьевую форму для SIK…

76 Пенсионер

Ресурсы и движение вперед

Теперь, когда вы познакомились с диодами, возможно, вы захотите продолжить изучение других полупроводников:

Или откройте для себя другие распространенные электронные компоненты:

.

Смотрите также