如何为LED选择限流电阻的值
品慧电子讯当然,理想的解决方案是用电流源驱动LED。各种IC可用于以恒定电流驱动LED(甚至串联成串)。这样,LED的VI特性就变得至关重要。最简单的此类IC之一是ON Semi的NSI50010YT1G,这是一种2引线电流源,与LED串联放置,并且不管LED和电源电压(IC两端的电压)如何,均将电流调节为10 mA。必须介于1.8 V和50 V之间)。
爱好者反复问的问题之一是如何为LED选择限流电阻的值。通常,裤子响应的位置是:“从电源电压中减去2 V,再除以20 mA。”尽管许多人认为答案已经足够好,但实际上产生的电流将与计算得出的值明显不同。
LED限流电阻
人们可能会遇到以下6种情况:
给定LED的规格表和所需的LED电流,找到一个电阻值
给定LED的规格表和电阻值,找到LED电流
给定通用类型的LED(无规格)和所需的LED电流,找到一个电阻值
给定通用类型的LED(无规格)和电阻值,找到LED电流
给定您手中的LED(无规格)和所需的LED电流,找到一个电阻值
给定您手中的LED(无规格)和电阻值,找到LED电流
对于每种情况,这就是进行的方法。
1.根据LED的规格表和所需的LED电流,找到一个电阻值
使用图形方法可以最好地解决此问题(分析方法可能太麻烦了:即使使用SPICE,您也必须为LED创建一个准确的模型)。
在LED的规格表中找到“正向电流与正向电压”图。
可以打印它,也可以将它复制到简单的图形应用程序(例如“ Paint”)中。
在LED的VI曲线上,注意所需电流下的LED电压
从电源电压中减去该电压
用该差除以所需电流,得到电阻的值
例如:
由于半导体效应,LED的VI曲线具有对数分量,而由于欧姆效应,LED的VI曲线具有线性分量。根据它们在特定LED中的相对贡献,曲线将显得更“弯曲”或更平坦。
如果必须使用分析方法,则可能需要用一条直线近似LED的VI特性曲线。例如:
只要所需电流在直线靠近VI曲线的区域内,您就可以解析地计算电阻。请注意,您需要使用二次方程式对其进行求解。因此,我认为图形方法仍然更加方便。
2.给定LED的规格表和电阻值,找到LED电流
同样,使用图形方法可以最好地解决此问题。
在LED的规格表中找到“正向电流与正向电压”图。
可以打印它,也可以将它复制到简单的图形应用程序(例如“ Paint”)中。
将水平轴从0 V扩展到电源电压
如果该电阻直接连接到电源(没有LED),则计算通过该电阻的电流:I =电源电压/电阻值
在垂直轴上的0 V处标记该电流
在水平轴上标记电源电压
通过这两点画一条直线:这是该电阻和电源电压的“负载线”
注意负载线与LED的VI曲线交叉的点:这是在该电阻和电源电压下LED的工作点。
例如:
3.给定通用类型的LED(无规格)和所需的LED电流,找到一个电阻值
如果没有规格,您将不得不猜测LED的VI曲线,然后使用上面的方法1。近似地,对于一个小型LED(与用于照明的功率LED相对),VI曲线的颜色确定。这组曲线取自T-1-3 / 4尺寸的规格表, Lite-On的20 mA LED。
请注意,LED电压随波长的减小而增加:例如,红外LED的波长最长,电压最低。这实际上是遵循量子力学原理(光子的能量与其频率成正比)。
请注意,实际上有3组曲线:
红外
红色到绿色
蓝色和白色(白色LED使用UV LED和磷光体)
因此,只要知道LED的颜色并假设它是低电流LED,就可以使用这些IV曲线来估算限流电阻的值。
4.给定LED的常规类型(无规格)和电阻值,找到LED电流
使用上面第2点所述的方法,这些相同的曲线可用于估算给定电阻器值的LED电流。
5.给定手中的LED(无规格)和所需的LED电流,找到一个电阻值
如果您想使用自己手中的LED并对其了解甚少,则需要使用经验方法来找到电阻值。
串联连接LED,一个100 Ohm电阻器(用于保护),一个1 kOhm电位计(可变电阻器)和一个DVM(数字电压表),用于测量电流,200 mA满量程
将该系列串连接到将用于为该LED供电的电源上
改变电位器,直到DVM显示所需的电流
断开锅,并测量其电阻
选择最接近该读数的标准电阻值(E6标准:100、150、220、330、470、680、1K等)
6.给定您手中的LED(无规格)和电阻值,找到LED电流
串联连接LED,电阻器和DVM(数字电压表),以测量200 mA满量程电流
将它们连接到用于为该LED供电的电源
测量电流
温度和电源电压的影响
使用上述方法之一,可以确定限流电阻的值或产生的电流。在标称电源电压和室温下都可以。但是,当任何一个发生重大变化时,LED电流也会发生变化。该曲线显示了LED的电压如何随温度变化。请注意,在25°C时,电压为100%,这是标称值。
更糟糕的影响是当电源电压非常接近LED电压时(例如3.0 V电源和2.5 V LED电压):该电压会随着温度或电源电压的变化而明显变化。
作为一名优秀的设计师,您需要考虑最坏的情况,并确保LED仍会在一个极端下点亮,并且在另一个极端下不会被太硬地驱动(典型的小型LED能够处理最大数量的LED)。 30 mA连续电流)。
LED串联
如果您有多个同时点亮的LED,则最好将它们串联放置,以使相同的电流固有地流过所有LED。在这种情况下,LED电压会相加。因此,请确保电源电压足够高,可以为整个灯串供电。
LED并联
LED绝不能直接并联连接,因为它们将不会平均分担电流。相反,应在每个LED上串联一个电阻,以设置每个单独LED中的每个电流。
LED驱动器IC
当然,理想的解决方案是用电流源驱动LED。各种IC可用于以恒定电流驱动LED(甚至串联成串)。这样,LED的VI特性就变得至关重要。最简单的此类IC之一是ON Semi的NSI50010YT1G,这是一种2引线电流源,与LED串联放置,并且不管LED和电源电压(IC两端的电压)如何,均将电流调节为10 mA。必须介于1.8 V和50 V之间)。
许多LED驱动器IC都会提高电源电压,这在您使用单节电池进行操作时会非常好,尤其是在充电结束时其电压开始下降时。
确定LED极性
在讨论LED时,需要注意一些事项。通常认为,您可以通过查看LED的内部结构来判断LED的极性:“ LED芯片安装在作为阴极一部分的架子上”。也许。对于大多数LED(并非并非所有LED)而言,这都是正确的。
通过查看来确定圆形含铅LED极性的仅有两种方法是:
阳极引线较长(假设尚未切断)
圆形镜体在阴极引线的作用下具有平整的斑点
这是一个带有5个LED的板的示例,所有LED的阴极都在左侧。在右侧的4个LED中,架子在阴极上。在左侧(红色)的LED中,架子在阳极上。如有疑问,您始终可以在DIODE范围内使用DVM来查看LED朝哪个方向发光。
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