Dlaczego dioda LED świeci pomimo napięcia zasilania <Napięcie przewodzące

Mam diodę LED, która określiła typowe napięcie przewodzenia 3,5 V i maksymalne napięcie przewodzenia 3,9 V.

Zastosowałem na nim 3,3 V szeregowo rezystorem 300 Ohm. Dlaczego się zapalił?

Zastanawiam się, czy mogę wybrać tę diodę LED jako niezawodny wybór dla mojego projektu (który, jak wspomniano, działa przy zasilaniu 3,3 V na całej płycie).

Moje myślenie:

Arkusz danych LED ma krzywą napięcia przewodzenia w funkcji prądu (jestem również zdezorientowany, dlaczego ustawiają prąd przewodzenia na osi Y zamiast na X, biorąc pod uwagę, że prąd jest tutaj taki, który by się zmieniał). W każdym razie krzywa pokazuje spadek napięcia przewodzenia przy mniejszych prądach; może to jest wyjaśnienie?

Oto arkusz danych PDF do pobrania dla tej diody LED (jest to trójkolorowa dioda LED i w tym pytaniu miałem na myśli specyfikacje dla niebieskiej i zielonej).

Masz rację - napięcie przewodzenia zależy od prądu przewodzenia.

Napięcie przewodzenia widoczne w tabeli typowych wartości dotyczy prądu 20 mA, który jest zbyt wysoki, gdy wszystkie 3 kolory są używane w tym samym czasie (przypis 2 w tabeli wartości bezwzględnych na stronach 3 - 15 mA jest maksymalny w tym walizka).

Patrząc na wykres 2 w arkuszu danych , widać zależność między napięciem przewodzenia a prądem przewodzenia. Widzisz tutaj, że dla napięcia przewodzenia 3,3 V można oczekiwać prądu przewodzenia 20 mA. Przy 3V będzie to 8mA. Wyższa wartość rezystora nie czyni tego bardziej niezawodnym, po prostu sprawia, że ​​dioda LED jest ciemniejsza. Chcesz, aby rezystor był jak najmniejszy.

Rezystor powinien być wystarczająco duży, aby obniżyć napięcie przewodzenia do około 3,1 V przy prądzie 15 mA - oznaczałoby to wartość około 13,3 oma (jednak ta dla czerwonej diody LED musi być większa).

To, czy ta dioda LED będzie użyteczna, zależy od potrzebnej jasności. Jeśli nie potrzebujesz go w pełni świecić (lub używasz wersji o większej intensywności, patrz strona 4), to zadziała. Jeśli chcesz mieć pewność, że możesz użyć pełnej intensywności, musisz użyć innej. Olin ma rację - różnice między partiami mogą również oznaczać, że niektóre są jaśniejsze niż inne. Aby zapewnić jednolitą jasność, musisz kontrolować prąd przepływający przez diody LED.

„Typowy” w arkuszach danych nic nie znaczy. Są to głównie liczby marketingowe i zwykle sprzedawcy starają się wyglądać dobrze.

Liczy się minimalna i maksymalna specyfikacja. Nic dziwnego, że dioda LED, która zwykle przepływa przez nią 3,6 V przy pełnym prądzie roboczym, zapaliłaby się nieco przy 3,3 V. Prąd jest prawdopodobnie znacznie mniejszy niż pełny prąd, ale niektóre diody LED są tak jasne, że nadal są dobrze widoczne na Twoja ławka przy niewielkim ułamku maksymalnego prądu.

Nie, ten model LED nie będzie niezawodnie świecił z 3,3 wolta. Znalazłeś jeden, który to zrobił, a kolejne 1000, które dostaniesz, może również, ale następne 10000 może być zbyt ciemne. O ile arkusz specyfikacji wyraźnie nie mówi, co otrzymujesz przy 3,3 V, musisz założyć, że nie ma gwarancji. W rzeczywistości prawdopodobnie dostaniesz trochę światła przy 3,3 V, ale ilość tego światła może łatwo różnić się w zależności od części.

Diody LED nie są idealnymi diodami, więc punkt „włączenia” (Vf) nie jest idealnie ostrym przejściem. Jeśli spojrzymy na krzywą IV dla typowej diody LED, możemy to zobaczyć:

Vf jest często pobierany przy np. 20mA (niektóre arkusze danych dają kilka Vf przy różnych prądach)

Z tego widać, że trudno jest kontrolować diodę LED poprzez zmianę napięcia na niej, więc dla najlepszej kontroli potrzebny jest sterownik prądu stałego. Możesz kupić wiele układów scalonych dedykowanych do tego zadania lub możesz stworzyć własne proste źródło.
W przypadku sterownika stałoprądowego, jeśli diody Vf zmieniają się (proces, temperatura itp.), Wówczas sterownik kompensuje utrzymywanie stałego prądu, więc jest to sposób na zrobienie rzeczy, jeśli chcesz, aby prąd był dokładny niezależnie od zmienności części (uwaga) jasność przy XmA może być jednak inna, ponieważ to również się zmienia)

Sterowanie diodami LED o napięciu zasilania powyżej, poniżej lub powyżej / poniżej napięcia wyjściowego

Istnieją różne rodzaje sterowników LED - niektóre są tylko podstawowym ogranicznikiem prądu stałego, a niektóre wykorzystują topologię doładowania (lub buck) lub pompę ładującą, aby zapewnić szerszy zakres zgodności dla prądu stałego.

Prosty sterownik stałoprądowy:

Prosty prąd stały kierowca straci regulację jako napięcie zbliża się do napięcia zasilającego (z powodu spadku po drugiej stronie elementu ograniczającego) to zostaną podane w arkuszu danych (patrz najmniejszy narzut zasilającego w tym przykładzie część arkusza , pg.10)

Zwiększ sterownik LED

Sterownik LED, który wykorzystuje topologię doładowania (podobnie jak regulator przełączający, ale ustawiony na stały prąd zamiast napięcia) nadal będzie zapewniał stały prąd, ale zwiększa jego napięcie powyżej zakresu zasilania, aby umożliwić sterowanie diodami szeregowymi z całkowitym Vf powyżej napięcia zasilania:

Sterowniki SEPIC, Buck-Boost, Cuk LED

Okej, a co z przypadkiem, gdy napięcie wejściowe zmienia się powyżej i poniżej napięcia wyjściowego? Typowym przypadkiem może być użycie akumulatora litowo-jonowego, który może zmieniać się w zakresie ~ 4,3 V - ~ 2,7 V, a wyjście 3 V jest potrzebne do przepchnięcia pożądanego prądu przez diody LED.
W tym przypadku używamy sterownika SEPIC, buck-boost lub Cuk. Wszyscy mogą tutaj robić to samo, ale mają różne topologie (dlaczego wybierasz jedną z drugiej, to dalsze czytanie, które możesz chcieć - mnóstwo książek / notatek na temat aplikacji ...)

Tak czy inaczej, oto przykład obwodu SEPIC używającego LM3410 :

A oto tabela wydajności przy napięciu wejściowym powyżej i poniżej napięcia wyjściowego, widać, że regulacja prądu LED jest utrzymywana idealnie:

(Jestem również zdezorientowany, dlaczego ustawiają prąd Forward na osi Y zamiast na X, biorąc pod uwagę, że prąd jest tutaj tym, który by się różnił).

Powiedziano mi, że dioda przewodzi w zależności od spadku napięcia na pinach. Właśnie dlatego przepływający prąd jest bezpośrednio związany ze spadkiem napięcia na diodzie (lub diodzie LED). Dlatego napięcie to X, a prąd to oś Y.