Le courant exagéré est l'un des problèmes les plus courants et les plus préjudiciables qui peuvent affecter les performances et la durée de vie des diodes émettrices infrarouges à double paquet de ligne (DIP) (LED IR). En tant que fournisseur de LED IR dédié, je comprends l'importance de protéger ces composants du courant supérieur. Dans ce blog, je partagerai plusieurs stratégies efficaces pour protéger les LED IR Dip à partir de situations actuelles.
Comprendre les risques de plus - courant à plonger les LED IR
Avant de plonger dans les méthodes de protection, il est essentiel de comprendre pourquoi le courant est si nocif pour plonger les LED IR. Lorsqu'un courant excessif traverse une LED IR, il génère une quantité de chaleur anormalement élevée. Étant donné que les LED sont des dispositifs semi-conducteurs, ils sont très sensibles aux changements de température. Des températures élevées peuvent provoquer la structure interne de la conduite à dégrader, entraînant une réduction de l'intensité lumineuse, un changement de longueur d'onde d'émission et, finalement, une durée de vie raccourcie.
De plus, le courant exagéré peut causer des dommages irréversibles à la jonction semi-conducteurs de la DIP IR LED. Une fois la jonction endommagée, la LED peut arrêter complètement le fonctionnement, ou ses performances peuvent être gravement compromises.
1. Utilisation du courant - résistances limitantes
L'une des méthodes les plus simples et les plus courantes pour protéger les LED IR de DIP contre le courant exagéré consiste à utiliser des résistances limitant le courant. Une résistance limitante de courant est connectée en série avec la LED IR DIP dans le circuit. Selon la loi d'Ohm (v = IR), en sélectionnant une valeur de résistance appropriée, nous pouvons contrôler le courant circulant à travers la LED.
La formule pour calculer la valeur de la résistance de courant - limitation est: (r = \ frac {v_s - v_f} {i_f}), où (v_s) est la tension d'alimentation, (v_f) est la tension avant de la LED IR Dip, et (i_f) est le courant vers l'avant souhaité de la LED.
Par exemple, si nous avons une LED IR Dip avec une tension avant (v_f = 1,5 V), et que nous voulons un courant vers l'avant (i_f = 20mA) et la tension d'alimentation (v_s = 5v). Ensuite, la valeur de la résistance limite de courant (r = \ frac {5V - 1.5V} {20ma} = \ frac {3.5V} {20 \ Times10 ^ {- 3} A} = 175 \ Omega).
Il est important de noter que l'électricité de la résistance doit être sélectionnée avec soin. La puissance dissipée par la résistance (p = i ^ 2r). Dans l'exemple ci-dessus, (p = (20 \ Times10 ^ {- 3} a) ^ 2 \ Times175 \ Omega = 0,07W). Ainsi, une résistance avec une puissance d'au moins 0,125 W doit être utilisée.
2. Mise en œuvre des sources constantes - Current
Alors que le courant - les résistances limitantes sont une solution simple, ils ont certaines limites. Le courant à travers la LED peut varier avec les modifications de la tension d'alimentation et la tension directe de la LED. Pour surmonter ces limitations, des sources de courant constantes peuvent être utilisées.
Une source de courant constante est un circuit qui fournit un courant stable quelle que soit la résistance à la charge ou les modifications de la tension d'alimentation. Il existe plusieurs types de circuits de source de courant constant, tels que ceux basés sur des transistors ou des circuits intégrés.
Par exemple, une source de courant constante basée sur un transistor simple peut être construite à l'aide d'un transistor de jonction bipolaire (BJT). Le principe de base consiste à utiliser le transistor pour contrôler le courant qui coule à travers la LED IR DIP. En réglant la tension de base - émetteur du transistor, le courant du collecteur (qui est le courant à travers la LED) peut être régulé.
Les sources de courant constantes basées sur le circuit intégré (IC) sont également largement utilisées. Ces CI sont conçus spécifiquement pour fournir une sortie de courant constante. Ils sont plus précis et stables par rapport aux circuits à base de transistors, et ils ont souvent construit - dans des caractéristiques de protection telles que la protection contre la température et la protection des circuits courts.
3. Emploi des fusibles et des disjoncteurs
Les fusibles et les brise-circuits sont un autre moyen efficace de protéger les LED IR Dip de plus de courant. Un fusible est un dispositif d'utilisation à temps qui fond et casse le circuit lorsque le courant dépasse une certaine valeur. Les disjoncteurs, en revanche, peuvent être réinitialisés après leur voyage.
Lors de la sélection d'un fusible ou d'un disjoncteur pour un circuit LED IR DIP, il est crucial d'en choisir un avec un courant nominal légèrement supérieur au courant de fonctionnement normal de la LED. Par exemple, si le courant de fonctionnement normal d'une LED IR Dip est de 20 mA, un fusible ou un disjoncteur avec un courant nominal de 25 mA - 30 mA peut être utilisé.
Les fusibles et les disjoncteurs agissent comme un dernier mécanisme de protection du complexe. Ils sont conçus pour empêcher les dommages catastrophiques à la DIP IR LED et à l'ensemble du circuit en cas d'événement soudain sur-courant, comme un court-circuit.
4. Systèmes de surveillance et de rétroaction
La mise en œuvre d'un système de surveillance et de rétroaction peut également aider à protéger les LED IR DIP contre le courant supérieur. Ce système surveille en continu le courant qui coule à travers la LED et ajuste l'alimentation en conséquence.
Par exemple, un capteur de courant peut être utilisé pour mesurer le courant à travers la LED IR DIP. La sortie du capteur de courant est ensuite renvoyée à un contrôleur, comme un microcontrôleur. Si le courant mesuré dépasse un seuil prédéfini, le contrôleur peut prendre des mesures pour réduire le courant, comme l'ajustement de la tension d'alimentation ou la désactivation temporaire de l'alimentation.
Ce type de système offre une protection du temps réelle et peut s'adapter à la modification des conditions de fonctionnement. Il est particulièrement utile dans les applications où la charge ou la tension d'alimentation peut varier.
5. Disponction de la chaleur
Comme mentionné précédemment, le courant exagéré entraîne une génération de chaleur excessive dans les LED IR Dip. Par conséquent, une bonne dissipation de la chaleur est cruciale pour protéger les LED contre les dommages liés au courant.
Les dissipateurs de chaleur peuvent être utilisés pour dissiper la chaleur générée par la DIP IR LED. Un dissipateur de chaleur est un dispositif de refroidissement passif qui augmente la surface pour le transfert de chaleur. Il est généralement composé d'un matériau avec une conductivité thermique élevée, comme l'aluminium.
Le dissipateur de chaleur doit être correctement fixé à la DIP IR conduit pour assurer un transfert de chaleur efficace. La pâte thermique peut être utilisée entre la LED et le dissipateur de chaleur pour combler les lacunes de l'air et améliorer le contact thermique.
En plus des dissipateurs thermiques, le refroidissement à l'air forcé ou le refroidissement liquide peut également être utilisé dans des applications à haute puissance. Forcé - Le refroidissement de l'air utilise un ventilateur pour souffler l'air sur le dissipateur de chaleur, augmentant le taux de transfert de chaleur. Les systèmes de refroidissement liquide font circuler un liquide de refroidissement autour de la LED pour éliminer le feu.
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Conclusion
Protéger les LED IR de DIP contre le courant de plus - le courant est essentiel pour assurer leur performance à long terme et leur fiabilité. En utilisant des résistances de courant - limitation, des sources de courant constantes, des fusibles et des disjoncteurs, des systèmes de surveillance et de rétroaction et des techniques de dissipation de chaleur appropriées, nous pouvons protéger efficacement ces composants à partir de dommages au courant.
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Références
- Streetman, BG et Banerjee, S. (2006). Dispositifs électroniques à semi-conducteurs. Prentice Hall.
- Boylestad, RL et Nashelsky, L. (2010). Dispositifs électroniques et théorie des circuits. Pearson.
- Millman, J. et Grabel, A. (1987). Microélectronique. McGraw - Hill.