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    如何為LED選擇限流電阻的值

    發布時間:2021-10-26 責任編輯:lina

    【導讀】當然,理想的解決方案是用電流源驅動LED。各種IC可用于以恒定電流驅動LED(甚至串聯成串)。這樣,LED的VI特性就變得至關重要。最簡單的此類IC之一是ON Semi的NSI50010YT1G,這是一種2引線電流源,與LED串聯放置,并且不管LED和電源電壓(IC兩端的電壓)如何,均將電流調節為10 mA。必須介于1.8 V和50 V之間)。

     

    愛好者反復問的問題之一是如何為LED選擇限流電阻的值。通常,褲子響應的位置是:“從電源電壓中減去2 V,再除以20 mA。”盡管許多人認為答案已經足夠好,但實際上產生的電流將與計算得出的值明顯不同。


    LED限流電阻


    人們可能會遇到以下6種情況:


    給定LED的規格表和所需的LED電流,找到一個電阻值

    給定LED的規格表和電阻值,找到LED電流

    給定通用類型的LED(無規格)和所需的LED電流,找到一個電阻值

    給定通用類型的LED(無規格)和電阻值,找到LED電流

    給定您手中的LED(無規格)和所需的LED電流,找到一個電阻值

    給定您手中的LED(無規格)和電阻值,找到LED電流

    對于每種情況,這就是進行的方法。


    1.根據LED的規格表和所需的LED電流,找到一個電阻值


    使用圖形方法可以最好地解決此問題(分析方法可能太麻煩了:即使使用SPICE,您也必須為LED創建一個準確的模型)。


    在LED的規格表中找到“正向電流與正向電壓”圖。


    可以打印它,也可以將它復制到簡單的圖形應用程序(例如“ Paint”)中。


    在LED的VI曲線上,注意所需電流下的LED電壓


    從電源電壓中減去該電壓


    用該差除以所需電流,得到電阻的值


    例如:


    如何為LED選擇限流電阻的值


    由于半導體效應,LED的VI曲線具有對數分量,而由于歐姆效應,LED的VI曲線具有線性分量。根據它們在特定LED中的相對貢獻,曲線將顯得更“彎曲”或更平坦。


    如果必須使用分析方法,則可能需要用一條直線近似LED的VI特性曲線。例如:


    如何為LED選擇限流電阻的值


    只要所需電流在直線靠近VI曲線的區域內,您就可以解析地計算電阻。請注意,您需要使用二次方程式對其進行求解。因此,我認為圖形方法仍然更加方便。


    2.給定LED的規格表和電阻值,找到LED電流


    同樣,使用圖形方法可以最好地解決此問題。


    在LED的規格表中找到“正向電流與正向電壓”圖。


    可以打印它,也可以將它復制到簡單的圖形應用程序(例如“ Paint”)中。


    將水平軸從0 V擴展到電源電壓


    如果該電阻直接連接到電源(沒有LED),則計算通過該電阻的電流:I =電源電壓/電阻值


    在垂直軸上的0 V處標記該電流


    在水平軸上標記電源電壓


    通過這兩點畫一條直線:這是該電阻和電源電壓的“負載線”


    注意負載線與LED的VI曲線交叉的點:這是在該電阻和電源電壓下LED的工作點。


    例如:


    如何為LED選擇限流電阻的值


    3.給定通用類型的LED(無規格)和所需的LED電流,找到一個電阻值


    如果沒有規格,您將不得不猜測LED的VI曲線,然后使用上面的方法1。近似地,對于一個小型LED(與用于照明的功率LED相對),VI曲線的顏色確定。這組曲線取自T-1-3 / 4尺寸的規格表, Lite-On的20 mA LED。


    請注意,LED電壓隨波長的減小而增加:例如,紅外LED的波長最長,電壓最低。這實際上是遵循量子力學原理(光子的能量與其頻率成正比)。

    請注意,實際上有3組曲線:


    紅外


    紅色到綠色


    藍色和白色(白色LED使用UV LED和磷光體)


    因此,只要知道LED的顏色并假設它是低電流LED,就可以使用這些IV曲線來估算限流電阻的值。


    如何為LED選擇限流電阻的值


    4.給定LED的常規類型(無規格)和電阻值,找到LED電流


    使用上面第2點所述的方法,這些相同的曲線可用于估算給定電阻器值的LED電流。


    5.給定手中的LED(無規格)和所需的LED電流,找到一個電阻值


    如果您想使用自己手中的LED并對其了解甚少,則需要使用經驗方法來找到電阻值。


    串聯連接LED,一個100 Ohm電阻器(用于保護),一個1 kOhm電位計(可變電阻器)和一個DVM(數字電壓表),用于測量電流,200 mA滿量程


    將該系列串連接到將用于為該LED供電的電源上


    改變電位器,直到DVM顯示所需的電流


    斷開鍋,并測量其電阻


    選擇最接近該讀數的標準電阻值(E6標準:100、150、220、330、470、680、1K等)


    如何為LED選擇限流電阻的值


    6.給定您手中的LED(無規格)和電阻值,找到LED電流


    串聯連接LED,電阻器和DVM(數字電壓表),以測量200 mA滿量程電流


    將它們連接到用于為該LED供電的電源


    測量電流


    溫度和電源電壓的影響


    使用上述方法之一,可以確定限流電阻的值或產生的電流。在標稱電源電壓和室溫下都可以。但是,當任何一個發生重大變化時,LED電流也會發生變化。該曲線顯示了LED的電壓如何隨溫度變化。請注意,在25°C時,電壓為100%,這是標稱值。


    如何為LED選擇限流電阻的值


    更糟糕的影響是當電源電壓非常接近LED電壓時(例如3.0 V電源和2.5 V LED電壓):該電壓會隨著溫度或電源電壓的變化而明顯變化。


    作為一名優秀的設計師,您需要考慮最壞的情況,并確保LED仍會在一個極端下點亮,并且在另一個極端下不會被太硬地驅動(典型的小型LED能夠處理最大數量的LED)。 30 mA連續電流)。


    LED串聯


    如果您有多個同時點亮的LED,則最好將它們串聯放置,以使相同的電流固有地流過所有LED。在這種情況下,LED電壓會相加。因此,請確保電源電壓足夠高,可以為整個燈串供電。


    如何為LED選擇限流電阻的值


    LED并聯


    LED絕不能直接并聯連接,因為它們將不會平均分擔電流。相反,應在每個LED上串聯一個電阻,以設置每個單獨LED中的每個電流。


    如何為LED選擇限流電阻的值


    LED驅動器IC


    當然,理想的解決方案是用電流源驅動LED。各種IC可用于以恒定電流驅動LED(甚至串聯成串)。這樣,LED的VI特性就變得至關重要。最簡單的此類IC之一是ON Semi的NSI50010YT1G,這是一種2引線電流源,與LED串聯放置,并且不管LED和電源電壓(IC兩端的電壓)如何,均將電流調節為10 mA。必須介于1.8 V和50 V之間)。


    如何為LED選擇限流電阻的值


    許多LED驅動器IC都會提高電源電壓,這在您使用單節電池進行操作時會非常好,尤其是在充電結束時其電壓開始下降時。


    確定LED極性


    在討論LED時,需要注意一些事項。通常認為,您可以通過查看LED的內部結構來判斷LED的極性:“ LED芯片安裝在作為陰極一部分的架子上”。也許。對于大多數LED(并非并非所有LED)而言,這都是正確的。


    通過查看來確定圓形含鉛LED極性的僅有兩種方法是:


    陽極引線較長(假設尚未切斷)


    圓形鏡體在陰極引線的作用下具有平整的斑點


    如何為LED選擇限流電阻的值


    這是一個帶有5個LED的板的示例,所有LED的陰極都在左側。在右側的4個LED中,架子在陰極上。在左側(紅色)的LED中,架子在陽極上。如有疑問,您始終可以在DIODE范圍內使用DVM來查看LED朝哪個方向發光。


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