Wat is een LED-circuit?
Een LED-circuit is een elektrisch stroomcircuit dat wordt gebruikt om light-emitting diodes of LED's van stroom te voorzien. Op zijn eenvoudigst omvat een LED-circuit een spanningsbron, een weerstand om de spanning te verminderen en een LED. Het LED-circuit kan ook andere componenten bevatten, zoals schakelaars en sensoren, maar deze hebben geen invloed op de basisprincipes van het voeden van een LED.
LED's zijn goedkoop, betrouwbaar, robuust en energiezuinig. Het LED-circuit is een gemeenschappelijk kenmerk geworden in elektronische apparaten, auto's en apparaten, waar ze dienen als indicatielampjes en voor kleine verlichting. Er zijn grotere LED's ontwikkeld die thuisapplicaties hebben, en deze zullen ongetwijfeld belangrijker worden in de toekomst, maar deze discussie zal zich concentreren op de elementen van een LED-circuit zoals dat van toepassing is op kleinere LED's.
LED's zijn eenvoudige solid-state diodes. Een diode is een apparaat waarmee elektronen in slechts één richting kunnen stromen door een beetje halfgeleidermateriaal in het pad van de stroom te plaatsen op wat bekend staat als de kruising. In LED's wordt dit halfgeleidende materiaal speciaal behandeld om lichtfotonen uit te stralen wanneer er stroom doorheen gaat. Wanneer elektrische stroom de LED in de juiste richting passeert, wordt gezegd dat het voorwaarts is voorgespannen en het halfgeleidermateriaal in de kruising gloeit.
Wanneer de stroomstroom wordt omgekeerd, een toestand die bekend staat als reverse bias, vloeien er geen elektronen door het halfgeleidermateriaal en wordt er geen licht uitgezonden. Een overmatige voorspanning kan de junctie gemakkelijk beschadigen, dus tegen deze doorslagspanning moet worden gewaakt. Om deze reden heeft gelijkstroom de voorkeur boven wisselstroom voor het voeden van LED's, waardoor batterijen ideale stroombronnen zijn.
Overmatige voorspanning kan de LED-junctie ook beschadigen, dus een weerstand wordt bijna altijd gebruikt om de spanning naar het apparaat te verminderen. LED's worden door de fabrikant beoordeeld met betrekking tot zowel hun stroomafname als hun resistieve spanningsval onder voorwaartse voorspanning of Vf, en hiermee moet rekening worden gehouden bij het kiezen van een weerstand voor een LED-circuit. De waarde van de benodigde weerstand kan worden berekend door de resistieve spanningsval van de LED af te trekken van de voedingsspanning en de resultaten te delen door de vermelde nominale stroom van de LED.
Het gevaar van omgekeerde doorslagspanning maakt het van cruciaal belang dat de LED met de juiste polariteit in het LED-circuit wordt geplaatst. Met LED's kunnen elektronen van hun kathoden naar hun anoden gaan, dus moeten LED's worden bedraad zodat hun kathoden aansluiten op de negatieve pool van de voeding en hun anoden aan de positieve kant. Fabrikanten geven de polariteit van de LED op verschillende manieren aan, met name door de kathodedraad korter, vlak, zwart te maken of door de kathodekant van de LED-behuizing plat te maken of te kerven.
Het typische LED-circuit dat wordt gebruikt om een klein indicatielampje van stroom te voorzien, gebruikt een 1,5 tot 9 V batterij als stroombron. Het zal een typische voorwaartse spanningsval hebben, ongeveer 1,8 tot 3,3 volt, afhankelijk van de kleur. De LED verbruikt misschien 5 tot 20 mA stroom.