Kedy a prečo LED diódy vyžadujú odpory obmedzujúce prúd?

Ak pracujete na akomkoľvek obvode týkajúcom sa LED-, možno ste videli radu alebo upozornenia, aby ste vždy použili odpor obmedzujúci prúd.
Od začiatočníkov kutilov až po tých, ktorí navrhujú a konštruujúLED osvetlenieobvodových dosiek, vytvorili sme túto príručku, ktorá každému pomôže plne pochopiť kedy, prečo a ako si vybrať vhodný odpor obmedzujúci prúd.

Navrhovanie obvodu okolo pasívnych polovodičových súčiastok, ako sú LED diódy, si vyžaduje znalosť krivky I-V (prúd vs. napätie), rovnako ako u každého iného podobného komponentu.
Samozrejme, anLEDje v podstate dióda s ne-lineárnou I-V krivkou. Inými slovami, korelácia medzi vstupným napätím a vstupným prúdom nesleduje lineárnu dráhu.
Vezmime si napríklad dopredný prúd pri 2,7 V-približne 20 mA. Zvýšenie napätia na 2,8 V o 0,1 V spôsobí nárast dopredného prúdu o približne 30 mA až 50 mA. Dopredný prúd stúpne o 35 mA až 85 mA, ak ho potom zvýšime na 2,9 V o ďalších 0,1 V.
Rýchlosť nárastu dopredného prúdu tiež stúpa so zvyšujúcim sa napätím. Malé zmeny v priepustnom napätí môžu viesť k extrémne veľkým zmenám priepustného prúdu.
Takže ovládače LED s konštantným prúdom sú najlepším spôsobom, ako riadiť LED diódy, pretože bežia pri jednom prúde a menia svoje výstupné napätie tak, aby mu zodpovedalo, čím zaručujú stabilitu dopredného prúdu. Pri vstupe konštantného prúdu nie je potrebný odpor obmedzujúci prúd.
Ak používate zdroje s konštantným napätím, čo by ste mali robiť?
Na druhej strane sú zdroje konštantného prúdu často drahšie a menej prispôsobivé. Takmer všetky produkty LED pásikov a ďalšie moduly teda bežia na vstupe konštantného napätia.
Napájacie zdroje s konštantným napätím, ktoré sú pevne stanovené na úrovni výstupného napätia, môžu generovať akýkoľvek stupeň výstupného prúdu medzi 0 mA a ich menovitým maximom, čo môže byť veľmi dobre nad menovitým maximom pre LED a LED systém.
Ako sme však uviedli predtým, napájacie vstupy s konštantným napätím vyžadujú viac úprav, aby sa mohli bezpečne používať so systémami LED z dôvodu nelineárneho spojenia medzi dopredným prúdom a dopredným napätím, a to z nasledujúcich dôvodov:
Dopredné napätie LED nie vždy zodpovedá úrovni napätia napájacieho zdroja. Napríklad, v závislosti od rovnakej špecifikácie LED ako vyššie, ak máte 3,0 V zdroj konštantného napätia, dopredný prúd bude tiež obmedzený na 135 mA.
Pri použití rovnakého zdroja energie, čo ak chceme prevádzkovaťLEDpri 20 mA? LED dióda bude vyžadovať iba 2,7 V, nie 3,0 V. Ale vzhľadom na to, že väčšina napájacích jednotiek nemá možnosť voľby výstupu s premenlivým napätím, napájacia jednotka sama o sebe nedokáže vyrobiť 2,7 V na LED.

Riešením je zaradiť rezistor do série s LED a nechať ho „znížiť“ napätie na LED o 0,3 V.
Ako môžeme určiť hodnotu odporu? Pomocou Ohmovho zákona, ktorý hovorí V=IR, nahradíme V 0,3 V (pokles napätia) a I 0,02 A (požadovaný dopredný prúd). Riešenie pre R nám dáva 15 ohmov.
Podobné výpočty je možné vykonať bez ohľadu na použité napätie-napr.LED pásiky 12V a 24V.
Zmeny v prepustnom napätí LED sú v nastaveniach sériovej výroby nevyhnutné a vedú k niekoľkým napäťovým zásobníkom. V ideálnom prípade majú LED diódy z každého napäťového zásobníka vypočítané iné párovanie hodnôt odporu, aby sa zaručil rovnaký odber prúdu vpred, nezávisle od napäťového zásobníka LED. V opačnom prípade by mohlo dôjsť k väčším rozdielom v doprednom odbere prúdu-a tým aj v jase-.
Každý z vyššie uvedených riadkov označuje samostatný zásobník napätia. Na získanie rôznych dopredných napätí potrebných na dosiahnutie rovnakých 60 mA pre všetky zásobníky LED sa musia použiť rôzne požiadavky na odpor.

Ako sme pozorovali, LED diódy vykazujú nelineárnu koreláciu medzi dopredným prúdom a dopredným napätím. V dôsledku toho by malý nárast napätia mohol spôsobiť veľký nárast dopredného prúdu, čo by mohlo spôsobiť nadprúd a poruchu zariadenia.
Na rozdiel od diód majú rezistory lineárny vzťah medzi priepustným napätím a priepustným prúdom (ako naznačuje Ohmov zákon).
Takže, bez ohľadu na úroveň napätia, zvýšenie priepustného napätia spôsobí rovnaký, proporcionálny nárast priepustného prúdu. Keď je táto charakteristika rezistorov zahrnutá do obvodu LED, môže pomôcť kompenzovať dôsledky stúpajúceho napätia.

Prvou možnosťou je nestabilný zdroj energie s výrazným šumom alebo vlnením. Ak napájací zdroj s konštantným napätím generuje nestabilný jednosmerný prúd, napätie v priepustnom smere a prerušované špičky - a odpory obmedzujúce prúd pomôžu riadiť súvisiacu špičku prúdu vpred.
Druhá, konzistentnejšia a rozšírenejšia je vlastnosť samotných LED zariadení.
Ak udržiavame konštantný dopredný prúd, predné napätie LED klesá, keď sa zahrieva. Údajové listy LED to často ukazujú v nasledujúcom grafe zmeny teploty vs.
Navrhovanie obvodu s konštantným prúdom ťaží z týchto znalostí, pretože nás informuje o skutočnom rozsahu predných napätí, ktoré by sme mohli v systéme pozorovať. Ale zopakujme rovnakú myšlienku z hľadiska konštantného napätia:
Ak udržiavame konštantné priepustné napätie, priepustný prúd LED stúpa, keď sa zahrieva.
V prvom rade celkový rozptyl energie LED určuje produkciu tepla. Skutočnosť, že dopredný prúd rastie so zvyšujúcou sa teplotou, je teda možno katastrofálna, pretože väčší dopredný prúd zvýši teplotu LED ešte viac, čím sa jeho dopredný prúd ešte viac zvýši v pozitívnej spätnej väzbe. V najlepšom prípade sa to nazýva tepelný únik LED systému, ktorý spôsobí katastrofálne poruchy a možno požiar a dym.
Rezistor obmedzujúci prúd pomocou svojej lineárnej IV krivky pomáha kompenzovať vplyv stúpajúceho napätia. Okrem toho vo vzťahu k teplote pôsobia odpory opačne ako odporyLED diódy; so stúpajúcou teplotou stúpa aj odpor.
Niektorí ľudia nazvali odpory používané týmto spôsobom predradný odpor kvôli tejto priamej, ale užitočnej vlastnosti.

Zariadenia LED, ktoré sú zo svojej podstaty riadené prúdom-, nereagujú dobre na zmeny napätia.
Budovanie anLED systémpoužívanie zdrojov s konštantným napätím znamená, že musíte byť pripravení použiť odpory obmedzujúce prúd, aby ste zaručili bezpečnú a stabilnú prevádzku LED zariadení.

Spoločnosť Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd bola založená v roku 2010. Je to národný podnik špičkových{2}}technológií, ktorý integruje dizajn, výskum a vývoj, výrobu a predaj produktov vnútorného a vonkajšieho osvetlenia a tiež môže robiť OEM, ODM. Ak chcete získať ďalšie podrobnosti o našej ponuke, kontaktujte nás na adresebwzm18@ledbenweilighting.com