Quando e perché i LED richiedono resistori limitanti attuali?

Se stai lavorando su qualsiasi circuito relativo a LED, potresti aver visto consigli o avvisi di impiegare sempre una resistenza limitante corrente.
Dal principiante fai -da -te a coloro che progettano e costruisconoIlluminazione a LEDcircuiti, abbiamo creato questa guida per aiutare tutti a cogliere completamente quando, perché e come scegliere la resistenza di limitazione della corrente adatta.

La progettazione di un circuito attorno a componenti a semiconduttore passivo come LED richiede la conoscenza della curva IV (corrente vs tensione), come con qualsiasi altro componente del genere.
Certo, anGUIDATOè fondamentalmente un diodo con una curva IV non lineare. In altre parole, la correlazione tra tensione di ingresso e corrente di ingresso non segue un percorso lineare.
Ad esempio, considera la corrente in avanti a 2,7 V-roughly 20 mA. L'allevamento della tensione a 2,8 V di 0,1 V fa aumentare la corrente in avanti di circa 30 mA a 50 mA. La corrente in avanti aumenta da 35 mA a 85 mA se lo solleviamo a 2,9 V di un altro 0,1 V.
Il tasso di aumento della corrente in avanti aumenta anche con il aumento della tensione. Piccole variazioni della tensione in avanti possono portare a variazioni di corrente in avanti estremamente grandi.
Pertanto, i conducenti a LED di corrente costante sono il modo migliore per guidare i LED poiché funzionano a una corrente e modificano la tensione di uscita per abbinarla, garantendo quindi la stabilità della corrente in avanti. Una resistenza di limitazione della corrente non è richiesta in un ingresso di corrente costante.
Se stai eseguendo fonti di potenza di tensione costanti, cosa dovresti fare?
D'altra parte, le fonti di potenza di corrente costante sono spesso più costose e meno adattabili. Quasi tutti i prodotti a base di striscia a LED e altri moduli sono così su ingresso di tensione costante.
Risolti nel loro livello di tensione di uscita, gli alimentatori di tensione costante possono generare qualsiasi grado di corrente di uscita tra 0 mA e il loro massimo nominale, che può benissimo essere al di sopra del massimo nominale per i LED e il sistema LED.
Tuttavia, come abbiamo notato in precedenza, gli ingressi di potenza di tensione costanti richiedono una maggiore modifica da utilizzare in modo sicuro con i sistemi a LED a causa della connessione non lineare tra la corrente in avanti e la tensione in avanti, per i seguenti motivi:
La tensione in avanti a LED non corrisponde sempre a quella del livello di tensione dell'alimentazione. Ad esempio, a seconda delle stesse specifiche LED di cui sopra, se si dispone di un alimentatore a tensione costante di 3,0 V, la corrente in avanti sarà anche limitata a 135 Ma.
Usando la stessa fonte di alimentazione, cosa succede se desideriamo gestire ilGUIDATOa 20 Ma? Il LED richiederà solo 2,7 V, non 3,0 V. ma, dato che la maggior parte delle unità di alimentazione non ha una scelta di uscita di tensione variabile, l'unità di alimentazione di per sé non può produrre 2,7 V sul LED.

La soluzione è quella di mettere una resistenza in serie con il LED e lasciarlo "cadere" la tensione sul LED di 0,3 V.
Come possiamo determinare il valore della resistenza? Usando la legge di Ohm, che dice V=IR, sostituiamo V con 0,3 V (la caduta di tensione) e i con 0,02a (corrente in avanti desiderata). Risolvere per R ci dà 15 ohm.
Calcoli simili possono essere eseguiti indipendentemente dalle tensioni coinvolte per istanza,Strisce LED 12V e 24 V.
Le variazioni della tensione in avanti a LED sono inevitabili nelle impostazioni di produzione di massa e portano a diversi contenitori di tensione. Idealmente, i LED di ogni bidone della tensione hanno un diverso accoppiamento di valore di resistenza calcolato per garantire lo stesso disegno di corrente in avanti, indipendentemente dal cestino della tensione a LED. Altrimenti, maggiori differenze nel pareggio della corrente in avanti e quindi la luminosità potrebbe accadere.
Ognuna delle linee sopra indica un bidone di tensione distinta. Requisiti di resistenza diversi devono essere utilizzati per ottenere varie tensioni in avanti necessarie per raggiungere gli stessi 60 Ma per tutti i bidoni a LED.

Come abbiamo osservato, i LED mostrano una correlazione non lineare tra la corrente diretta e la tensione in avanti. Di conseguenza, un piccolo aumento della tensione potrebbe causare un grande aumento della corrente in avanti, che potrebbe causare un fallimento eccessivo e del dispositivo.
A differenza dei diodi, i resistori hanno una relazione lineare tra tensione in avanti e corrente in avanti (come indicato dalla legge di Ohm).
Quindi, indipendentemente dal livello di tensione, un aumento della tensione in avanti causerà lo stesso aumento proporzionale della corrente in avanti. Se inclusa in un circuito a LED, questa caratteristica dei resistori può aiutare a compensare le conseguenze di una tensione in aumento.

Una fonte di alimentazione non stabile con notevole rumore o ondulazione è la prima opzione. L'alimentazione a tensione costante non genera la corrente CC non stabile, la tensione in avanti e il picco intermittente - e le resistori di limitazione della corrente aiuteranno a controllare un punteggio di corrente in avanti correlati.
Il secondo, più coerente e diffuso è una caratteristica degli stessi dispositivi a LED.
Se manteniamo la costante di corrente in avanti, la tensione in avanti di un LED diminuisce mentre si scalda. I fogli dati LED spesso mostrano questo nella seguente temperatura rispetto al grafico di cambio di tensione in avanti:
La progettazione di un circuito di corrente costante beneficia di questa conoscenza in quanto ci informa sull'effettiva gamma di tensioni in avanti che potremmo osservare in un sistema. Ma riaffermiamo la stessa idea da un punto di vista della tensione costante:
Se manteniamo costante di tensione in avanti, la corrente in avanti di un LED aumenta mentre si riscalda.
Innanzitutto, la dissipazione totale di potenza di un LED determina la sua produzione di calore. Pertanto, la realtà che la corrente in avanti cresce con l'aumento della temperatura è probabilmente disastrosa poiché la maggiore corrente in avanti aumenterà ancora di più la temperatura di un LED, aumentando quindi la sua corrente in avanti ancora di più in un circuito di feedback positivo. Nella migliore delle ipotesi, questo si chiama fuga termica di un sistema a LED, che causerà disastrosi fallimenti e forse fuoco e fumo.
Per mezzo della sua curva IV lineare, una resistenza di limitazione della corrente aiuta a compensare l'impatto dell'aumento delle tensioni. Inoltre, in relazione alla sua temperatura, i resistori agiscono di fronte a quello diLED; Man mano che la temperatura aumenta, la resistenza aumenta troppo.
Alcune persone hanno chiamato resistori usati in questo modo un resistore di zavorra a causa di questa caratteristica semplice ma utile.

Essendo intrinsecamente controllati in corrente, i dispositivi a LED non reagiscono bene alle variazioni di tensione.
Costruire unSistema a LEDL'uso di fonti di alimentazione a tensione costante significa essere pronte a utilizzare resistori di limitazione della corrente per garantire un funzionamento sicuro e stabile dei dispositivi a LED.

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