Czy wymagany jest rezystor ograniczający prąd dla diod LED, jeśli napięcie przewodzenia i napięcie zasilania są równe?

Czy w przypadku niebieskich diod LED o napięciu przewodzenia 3,3 V i napięciu zasilania 3,3 V nadal potrzebny jest rezystor szeregowy, aby ograniczyć prąd?

Prawo Ohma w tym przypadku mówi 0 Ω, ale czy jest to poprawne w praktyce?

Być może tylko mała wartość, taka jak 1 lub 10 Ω, aby być bezpiecznym?

Nie, to nie jest poprawne, choćby dlatego, że ani dioda LED, ani zasilacz nie mają napięcia 3,3 V. Zasilanie może wynosić 3,28 V, a napięcie diody LED 3,32 V, a wtedy proste obliczenia dla rezystora szeregowego już się nie utrzymują.

Model LED to nie tylko stały spadek napięcia, ale raczej stałe napięcie szeregowo z rezystorem, rezystancja wewnętrzna. Ponieważ nie mam danych dla twojej diody LED, spójrzmy na tę cechę dla innej diody LED, Kingbright KP-2012EC LED:

Dla prądów wyższych niż 10 mA krzywa jest prosta, a nachylenie jest odwrotnością rezystancji wewnętrznej. Przy 20 mA napięcie przewodzenia wynosi 2 V, przy 10 mA jest to 1,95 V. Zatem wewnętrzny opór wynosi

$R_{INT} = \dfrac{V_1 - V_2}{I_1 - I_2} = \dfrac{2V - 1.95V}{20mA - 10mA} = 5\Omega$ .

Napięcie wewnętrzne wynosi

$V_{INT} = V_1 - I_1 \times R_{INT} = 2V - 20mA \times 5\Omega = 1.9V.$

Załóżmy, że mamy zasilacz 2 V, wtedy problem wygląda trochę jak oryginał, w którym mieliśmy 3,3 V zarówno na zasilacz, jak i diodę LED. Jeśli podłączymy diodę LED przez rezystor 0 (w końcu oba napięcia są równe!) Otrzymamy prąd LED o wartości 20mA. Gdyby napięcie zasilacza zmieniło się na 2,05 V, wzrost o zaledwie 50 mV, wówczas byłby prąd diody LED $\Omega$

$I_{LED} = \dfrac{2.05V - 1.9V}{5\Omega} = 30mA.$

Tak więc niewielka zmiana napięcia spowoduje dużą zmianę prądu. Pokazuje to stromość wykresu i niski opór wewnętrzny. Dlatego potrzebujesz zewnętrznego oporu, który jest znacznie wyższy, abyśmy mogli lepiej kontrolować prąd. Oczywiście spadek napięcia o 10 mV, powiedzmy 100 daje tylko 100 A, co będzie ledwo widoczne. Dlatego wymagana jest również wyższa różnica napięć. $\Omega$$\mu$

Zawsze potrzebujesz wystarczająco dużego spadku napięcia na rezystorze, aby mieć mniej więcej stały prąd LED.

Zawsze potrzebujesz aktualnego urządzenia ograniczającego. Korzystając ze źródła napięcia, zawsze powinieneś mieć rezystor, pomyśl o tym, co dzieje się, gdy napięcie zmienia się nieznacznie. Bez rezystora prąd diody LED strzelałby (dopóki nie osiągniesz limitu termicznego spowodowanego materiałami LED). Jeśli masz źródło prądu, nie potrzebujesz rezystora szeregowego, ponieważ dioda LED będzie działać na bieżącym poziomie źródła.

Jest również mało prawdopodobne, aby napięcie przewodzenia diody LED było zawsze dokładnie takie samo jak napięcie zasilania. Zakres danych będzie podany w arkuszu danych. Nawet jeśli Twój zasilacz dokładnie odpowiada typowemu napięciu przewodzenia, różne diody LED będą działać przy znacznie różnych prądach, a tym samym jasności.

Zależność IV w diodzie jest wykładnicza, więc zastosowanie różnicy napięcia 3,3 V +/- 5% do diody LED o nominalnym spadku 3,3 V nie spowoduje 5% zmiany natężenia.

Jeśli napięcie jest zbyt niskie, dioda LED może być przygaszona; jeśli napięcie jest zbyt wysokie, dioda LED może ulec uszkodzeniu. Jak mówi Hans, zasilanie 3,3 V prawdopodobnie nie wystarczy dla diody LED 3,3 V.

Podczas napędzania diody LED lepiej jest ustawić prąd, a nie napięcie, ponieważ prąd ma bardziej liniową korelację z natężeniem światła. Zastosowanie rezystora szeregowego jest dobrym przybliżeniem ustawienia prądu przez diodę LED.

Jeśli nie możesz użyć zasilacza z wystarczającą ilością miejsca, aby umożliwić rezystor nastawczy prądu, być może możesz użyć bieżącego lustra . To wciąż wymaga pewnego spadku napięcia, ale być może nie tyle, ile potrzebujesz rezystora.

Aby zadziałał, potrzebujesz spadku napięcia na oporniku ograniczającym prąd. Ten spadek napięcia powinien być znaczny, aby uniknąć wysokich prądów, gdy twoje 3.3V jest nieco wyłączone (może na chwilę 3.45V). Jeśli poprowadzisz diodę LED o spadku napięcia 1V na rezystorze, a napięcie zasilania będzie o 1V wyższe, otrzymasz ok. podwójny prąd.

Aby świecić, dioda LED potrzebuje stałego prądu. Jednak źródło stałego prądu prawdopodobnie potrzebuje więcej niż 3,3 V dla niebieskiej diody LED, chyba że używasz wersji buck-boost.

Jeśli źródłem zasilania było dokładnie 3,3 V, a spadek napięcia na diodzie LED wynosił 3,3 V, wówczas nie byłby potrzebny rezystor ograniczający prąd. Jednak świat nie jest doskonały i we wszystkim są niedoskonałości!

Odpowiednią wartość rezystora bezpieczeństwa można obliczyć dopiero po uwzględnieniu konfiguracji zasilacza i zmian napięcia przewodzenia diody LED. Jeśli sądzisz, że może mieć błąd / wariację do , to dla tego wartość rezystora. Na przykład przypadek , co nie jest nierozsądne dla źródła 10% 5V: 0,5 V ± 0,5 $V_{SOURCE}-V_{LED}$$0.5 \mbox{ }V$$\pm 0.5\mbox{ }V$

Zwróć uwagę, że to prawdopodobnie nie jest dobry pomysł w praktyce, ale jest to możliwe.

Nawet jeśli napięcia byłyby takie same, nadal należałoby dodać rezystor. Jedynym momentem, w którym nie dodajesz rezystora, jest to, że prąd wyjściowy ze źródła jest mniejszy lub równy potrzebnej ilości, na przykład podłączenie białej diody LED do CR2023. Rezystor nie jest potrzebny, ponieważ wewnętrzna rezystancja akumulatora ogranicza prąd do akceptowalnego poziomu.

Nie martw się o dodanie rezystora, ponieważ jest to najtańsza rzecz, którą możesz dodać, aby chronić swoją diodę LED, chyba że masz do czynienia z diodą wysokoprądową.

Jeśli napięcie przewodzenia i napięcie zasilania są prawie równe, użycie rezystora da wyniki, które są bardzo wrażliwe na zmiany napięcia zasilania lub charakterystyki diod LED. Jeśli rezystor jest zwymiarowany tak, aby uniknąć uszkodzenia diody LED, jeśli okaże się, że napięcie zasilania jest maksymalne, a napięcie wewnętrzne diody LED jest minimalne, dioda LED zaświeci się z ułamkiem możliwej jasności, jeśli napięcie zasilania jest minimalne, a Maksymalne napięcie wewnętrzne diody LED.

Zastosowanie pewnego rodzaju obwodu regulującego prąd da znacznie lepsze wyniki, chociaż większość prostych obwodów regulujących prąd ma pewną wartość napięcia podatności. Prawdopodobnie najłatwiejszą rzeczą w wielu przypadkach jest użycie układu sterownika LED z wbudowanym obwodem wzmacniającym. Niektóre z nich mogą wykonać dobrą pracę, regulując jasność diod LED niezależnie od napięcia zasilania.

Zdarzyło mi się to przez przypadek i nie ma to jak dodawanie komentarzy do starego pożaru ... Ale ...

Jeśli zasilasz diodę LED ze źródła o bardzo niskiej rezystancji wewnętrznej, dioda LED będzie wrażliwa na niewielkie zmiany napięcia zasilania. Jeśli napędzasz diodę LED z dużego zasilacza zdolnego do dostarczania wzmacniaczy, a ona przesuwa się o 10MV wyżej, możesz ugotować diodę LED. Należy pamiętać, że w wielu przypadkach, takich jak niedrogie latarki, diody LED są postrzegane jako jednorazowe i są prawie pewne, że napięcie na zaciskach akumulatora nie będzie wyższe niż normalne dla tego rodzaju chemii akumulatorów; Dioda LED prawdopodobnie działa powyżej specyfikacji lub tuż przy krawędzi ze świeżymi bateriami. Ponadto, w zależności od krzywej przewodzenia do przodu urządzenia, możesz nie być w stanie przekształcić 20MA w białą lub niebieską diodę LED przy zasilaniu 3,3 V. A jeśli zrobisz matematykę, umieszczenie rezystora 5 omów szeregowo z diodą LED nie spowoduje zakupu dużej szerokości geograficznej. Jednak do tego momentu martwiliśmy się tylko o zdrowie diody LED, co wydaje się dość proste. Byłbym bardziej zaniepokojony nadmiernym obciążaniem jednego ze styków we / wy mikrokontrolera, który kosztował mnie kilka dolców niż gotowanie diody LED, którą można kupić za mniej niż 2 centy na eBayu. Tak więc, gdybym miał podłączyć diodę LED do wyjścia drogiego układu z 3,3 V Vcc, nawet gdyby dioda LED miała moc znamionową 3,3 VI, prawdopodobnie dodałbym kilkaset omów i wyłączyłby diodę LED tylko kilka ma niż ryzyko uszkodzenia droga część. Gdybym chciał, żeby dioda LED była jasna, użyłbym do tego tranzystora lub dedykowanego układu. Dzięki takiemu podejściu możesz wyłączyć diodę LED z surowego zasilacza i użyć większego opornika opadającego. Daje to większą swobodę dzięki diodzie LED i istnieje mniejsze prawdopodobieństwo uszkodzenia drogiej części przez nadmierne obciążenie wyjścia.

Diody LED radzą sobie ze znacznie większym prądem szczytowym niż stan ustalony. Przestudiuj arkusz danych LED, a następnie PWM diodę LED w granicach maksymalnego cyklu pracy, a wtedy nie będziesz potrzebować rezystora