Как резистор ограничения тока для светодиода влияет на падение тока и напряжения?

13

У меня возникли проблемы с пониманием токоограничивающих резисторов в простых светодиодных схемах. Я знаю, что могу определить оптимальный резистор так:

$\displaystyle R=\frac{V_{s}-V_{f}}{I_{f}}$

Но мне трудно понять, как это одно значение изменяет напряжение и ток до правильных значений для светодиода. Например, если мои расчеты для суперяркого синего светодиода (с , равным 3,0-3,4 В, и равным 80 мА, и источником напряжения 5 В) дают мне 25 Ом (с использованием нижней границы прямое напряжение), это нормально. Таким образом, ток должен составлять 80 мА, а падение напряжения на резисторе и светодиоде должно составлять 2 и 3 вольта соответственно. $V_{f}$ $I_{f}$

Но что, если я вместо этого использовал резистор 100 Ом? Или любое другое значение - как бы я рассчитал падение напряжения и ток? Могу ли я предположить, что один из них останется прежним?

— Mk12
источник

12

Падение прямого напряжения светодиода останется (примерно) тем же, но ток может измениться, поэтому вычисление становится (решение того же уравнения для I):

I_{L E D} = \frac{(V_{s} - V_{f})}{R}

$I_{LED} = {(V_s - V_f)\over{R}}$

Таким образом, для источника 3 В и 5 В резистор даст . ${V_f}$ $100\Omega$ ${(5V - 3V)\over{100 \Omega }} = 20 mA$

Поэтому, если вы знаете, какой ток вам нужен, просто подключите значения, например, для 10 мА:

R = \frac{(5 V - 3 V)}{0.01 A} = 200 Ω

$R = {(5V - 3V)\over{0.01 A}} = {200 \Omega}$

По сути, тот факт, что на источник питания и прямое напряжение светодиода можно положительно повлиять, означает, что на любое значение резистора, который вы вставляете, также будет иметь статическое напряжение (например, ~ 2 В в этом случае), поэтому он просто оставляет чтобы узнать это напряжение и выбрать значение сопротивления в соответствии с желаемым током.

Ниже приведена кривая VI диода (со страницы вики светодиодов ), обратите внимание, что ток резко возрастает (экспоненциально), но напряжение остается примерно таким же, когда достигается напряжение «включено».

Диодная кривая

Для более точного контроля тока вы должны использовать постоянный ток, который обеспечивают большинство интегральных схем светодиодных драйверов.

— Оли Глейзер
источник

Хорошо, это имеет смысл, когда я подключил резистор 10 кОм для эксперимента, падение напряжения возросло с 2-3 до 2,5-2,5 (и светодиод был очень тусклым), поэтому высокое сопротивление, должно быть, привело к падению напряжения на светодиоде, оставленном возле начало кривой. Но в противном случае я могу предположить, что напряжение является статическим, или решить графически, если это возможно. Спасибо, я думаю, теперь я понимаю.

— MK12

-1

Чтобы помочь вам понять, что происходит, попробуйте это.

Предполагая 5-вольтовое питание, поставьте два светодиода в ряд вперед. Нет резистора. Добавьте силы. Происходит то, что оба загораются. И ток ограничен излучением света. Нет резистора.

Пока вы не превысите суммарное прямое напряжение светодиодов, они будут ограничивать свой собственный ток в зависимости от выходной мощности.

Вы также можете использовать обычные диоды, подобные 1N914, в качестве резисторов, каждый из которых имеет прямое падение на 0,7 Вольт. При напряжении 5 вольт вы можете использовать три диода 1N914 и один светодиод, не перегорая в местах соединения. Теперь представьте себе удаление диода. Или добавив один.

«Сопротивление» в светодиоде выше 0,7 вольт является виртуальным сопротивлением в том смысле, что оно реально, но не из-за углеродного элемента, а переход излучает свет с определенным уровнем мощности. Который является текущим, умноженным на прямое напряжение (умноженный на уровень эффективности).

— SkipBerne
источник