IR LED电压降如何影响LED性能和寿命周期

2019年12月4日

键盘旁的电子元件和工具正在组装

我第一次接触LED是在我为科学项目寻找组件时在我当地的无线电Shack。我们的目标是创造一个会走路的AT-AT，最后的点睛之笔是驾驶舱里的LED灯。

不用说，从那以后我一直是led的粉丝。然而，我并不孤单，尤其是在数百万个电视遥控器不断被使用的情况下。事实上，我曾经目睹过一个兄弟姐妹对遥控器如此上瘾，以至于她真的忘记了没有遥控器如何打开电视。

更不用说，有时我会拿出我可靠的黑色电子胶带，用它来阻挡遥控器发出的红外LED信号。不要评头论足，这就是那些在父母不注意的时候对弟弟呼来唤去的姐姐的下场。严肃地说，LED是一种多功能的、应用友好的、广泛使用的组件。因此，设计人员必须了解影响其功能和性能的参数。

什么是红外线发光二极管?

红外发光二极管(IR LED)是一种固态发光器件，它能产生红外波段或电磁辐射光谱范围内的光。红外led可以经济高效地生产红外光，红外光是700nm到1mm范围内的电磁辐射。

不同的红外led可以产生不同波长的红外光，就像不同的led产生不同颜色的光一样。红外led在许多类型的电子产品中也很有用，例如电视遥控器和许多其他电子产品。它们甚至被用于相机;这些红外摄像机使用像聚光灯一样的红外led，同时保持肉眼不可见。

对IR led的需求是由于它们的多功能性。例如，IR led与几种不同类型的传感器结合使用，通常用于机器对机器环境和发射物联网(IoT)应用。

红外led是如何工作的?

总之，红外LED是一种特殊的LED二极管类型或者简单的半导体。我相信你还记得，电流在二极管中只向一个方向流动。当电流流过时，电子从二极管的一个区域落入另一个区域的空穴中。这是通过电子以光子的形式释放能量而实现的，这个过程产生光(电致发光)。

也有必要调制红外LED的发射，以在电子应用中使用它，以防止杂散触发。调制使得来自红外LED的信号在噪声中脱颖而出。

此外，红外二极管具有对可见光不透明但对红外线透明的封装。总的来说，随着红外led在遥控器、安全报警系统以及几乎所有其他电子设备中的广泛使用，它们的成本效益非常高。

红外LED的工作原理?

简单地说，LED的符号是一个圆内的规则二极管形状，两个小箭头指向远处，表示发光。

led灯由不同的化学物质组成比起说硅二极管，它们的正向压降会有所不同。一般来说，led的正向电压降要比整流二极管大得多。它们的电压范围从1.2伏(IR’s)到超过3.4伏(UV或白色)，取决于颜色。例如，一个IR LED在20 mA正向电流下的正向电压为1.2伏。

此外，标准尺寸LED的通常或典型工作电流约为20 mA。此外，当从高于LED正向电压的直流电压源操作LED时，需要使用串联(下降)电阻来防止全源电压损坏LED。

印刷电路板上的二极管

led需要特别注意其电压源需求。

红外LED电压降示例电路

因此，让我们考虑这两个示例电路，其中一个使用6伏电源，另一个使用24伏电源，两者的LED电流都设置为20 mA。

在我们的第一个例子中，(红色)LED下降1.6伏;因此，电阻上会有4.4伏的电压下降。同样，20 mA的LED电流的电阻大小很容易，只需取其压降(4.4伏)并除以电路电流(20 mA)，遵循欧姆定律(R=E/I)，从而得到220 Ω。

当计算这个220 Ω电阻的功耗时，我们将其电压降乘以电流(P=IE)，结果是88 mW，完全在1/8瓦电阻的额定范围内。

现在在我们的第二个例子中，我们探索电压源增加的影响。更高的电池电压将需要更高的电阻在我们的下降电阻和可能更高的额定功率以及。

例如，下降电阻必须增加到1.12 kΩ的大小，以在20 mA时下降必要的22.4伏，使LED仍然只接收1.6伏。这一增加也意味着更高的电阻功耗为448 mW。因此，如果在这里使用额定1/8瓦功耗甚至1/ 4瓦功耗的电阻器，显然会过热。

红外LED电路中掉落电阻的整体影响

在红外LED电路中滴电电阻是至关重要的生命周期和整体功能的LED。然而，电路的行为是非常可预测的，与微妙的增加和减少电阻。

此外，降低电阻值不需要精确到您的LED电路，只要您了解这在LED性能方面意味着什么。例如，假设我们在早期的模拟模型中使用1 kΩ电阻，而不是1.12 kΩ电阻。总的结果是电路电流和LED压降略高。

当然，这将导致LED发出更亮的光，并略微缩短生命周期(损耗)。相反，一个值为1.5 kΩ的下降电阻，而不是1.12 koohms，这将导致更小的电路电流，更小的LED电压，以及更低的红外LED发光。总之，led对应用功率的变化是相当宽容的;因此，在调整下降电阻的大小时，除非您的设计需要它，否则您可能不需要追求完美。

带电阻的电路原理图