Могут ли светодиоды принимать переменное напряжение> указанное напряжение при постоянном токе?

Моя путаница проистекает из светодиода, который показывает: Вход (DC): 600 мА-700 мА / 3 В-3,4 В. продукт предлагает светодиодный драйвер постоянного тока (той же марки, что и светодиод), который показывает: Выход: ток 600 мА (постоянный); Напряжение 18-34В

В исследовании я читал, что чрезмерный ток сгорит светодиод, и со временем, когда батарея разряжается, потребляемый усилитель становится меньше, что приводит к необходимости в светодиодном драйвере постоянного тока.

У меня проблемы с поиском информации по моему вопросу : могут ли светодиоды получать напряжение выше рекомендованного значения, если ток постоянный?

Кроме того, побочный вопрос, если ток постоянен при 600 мА, а ток светодиода занимает 600 мА, тогда мне не нужен резистор?

Обновить:

Спасибо за ваш вклад. @mkeith был прав, когда сказал: «Я думаю, что путаница заключается в том, что вы не понимаете отношения между источником питания и нагрузкой».

У меня сложилось впечатление, что значение имеет только усилитель через светодиод. Я подумал, что, поскольку компания предложила драйвер с минимальным выходным напряжением 18 В, когда светодиод, на который он ссылался, имел напряжение 3–3,3 В, это означало, что постоянный ток имеет значение. Я спрашивал, подойдет ли более высокое напряжение (18 В от драйвера против 3,3 В светодиода) с правильными усилителями.

Я пришел, чтобы понять, почему был предложен этот драйвер. Последовательное подключение 3 В светодиода для получения напряжения около 18 В, возможно, и предназначалось. Кроме того, я лучше понимаю разницу между постоянным током и постоянным напряжением и тем, как светодиод будет управлять усилителями (при подаче постоянного напряжения) и Вольтами (при подаче постоянного тока).

voltage led constant-current

— Джордан Клаерс
источник

Напряжение выше нормативов практически гарантирует больший ток, чем предполагалось. руководящие указания по напряжению определяют пространство от едва включенного до почти слишком горячего, в то время как ток может быть меньше всего при макс. в нормальном режиме максимальный ток соответствует максимальному напряжению.

— Дандавис

@ Dandavis Может быть и так. Но если это производственная схема, я не думаю, что управление светодиодом с напряжением будет работать очень хорошо. Вы получите слишком большое изменение яркости от единицы к единице (я подозреваю). И вам потребуется достаточно жесткий контроль напряжения.

— mkeith

Вы не можете иметь это в обоих направлениях. Если вы едете с источником тока, то ток фиксируется и контролируется. Это не меняет. Напряжение свободно регулируется в соответствии с тем, каким оно должно быть, чтобы сделать светодиод счастливым. Фактически, он будет устанавливаться при постоянном напряжении (более или менее).

— mkeith

@JordanKlaers, все комментарии, собранные вместе, довольно запутанные ..... вот простое объяснение .... если вы подключаете светодиод (фактически, любую нагрузку) к источнику постоянного тока, который настроен на 100 мА, источник постоянного тока будет регулировать напряжение на светодиоде до тех пор, пока 100 мА не пройдет через светодиод. ... если вы подключите 2 светодиода последовательно, то источник постоянного тока поднимет напряжение до 100 мА, проходящего через 2 светодиода.

— Jsotola

Can LED's receive a voltage above their recommended value if the current is constant?... да, когда постоянный ток установлен выше рекомендуемого значения светодиода ... не путайте источник постоянного тока с безопасностью ... вы можете установить ток на 10 А (если ваш источник питания позволит) и взорвать большинство светодиодов, подключенных к нему

— Jsotola

Ответы:

Драйвер не подходит для светодиода, поскольку минимальное напряжение от драйвера (18 В) превышает минимальное напряжение светодиода при 600 мА (3 В). Драйвер, скорее всего, предназначен для светодиодных матриц, которые имеют как минимум 6 кубиков подряд, поэтому 18V.

Когда вы питаете конкретную светодиодную матрицу, о которой вы упомянули, с постоянным током от 600 до 700 мА, вы получите напряжение (при условии, что вы не разрушили светодиод), которое будет между 3 В и 3,4 В (или, возможно, напряжение указано для определенного тока). ).

Если вы не превысите рекомендуемый ток, напряжение светодиода не должно превышать заданного диапазона (оно будет немного падать при нагреве светодиода).

Вы только получите , чтобы выбрать либо напряжения или тока. С помощью светодиода вы должны выбрать ток, и напряжение на нем будет результатом этого тока. Если вы попытаетесь запустить светодиод от источника постоянного напряжения, вам придется экспериментально найти напряжение, и оно не будет стабильным (и может погасить светодиод).

— Спехро Пефхани
источник

Исправление: Драйвер не подходит для светодиода, поскольку минимальное напряжение от драйвера БОЛЬШЕ, чем напряжение светодиода при 600 мА. Если ОП установил несколько светодиодов последовательно, чтобы получить общее напряжение светодиодов выше 18 В, он мог бы использовать этот драйвер.

— Питер Беннетт

Светодиод очень простое устройство. Он ведет себя согласно:

I_{L E D} = I_{S A T} \cdot (e^{\frac{V_{L E D}}{n \cdot V_{T}}} - 1)

$I_{LED}=I_{SAT}\cdot\left(e^\frac{V_{LED}}{n \cdot V_T}-1\right)$

Или, поочередно,

V_{L E D} = n \cdot V_{T} \cdot \ln (\frac{I_{L E D}}{I_{S A T}} + 1)

$V_{LED}=n\cdot V_T\cdot \operatorname{ln}\left(\frac{I_{LED}}{I_{SAT}}+1\right)$

В приведенных выше примерах $n$ коэффициент излучения (некоторое число, которое составляет 1 или больше, но, вероятно, не намного больше, чем 10), $V_T$ это тепловое напряжение (которое $\frac{k\cdot T}{q}=26\:\textrm{mV}$ при комнатной температуре) и $I_{SAT}$ является током насыщения (который является видимым пересечением по оси Y на диаграмме логарифмической шкалы, основанной на наклоне кривой, представляющей напряжение в зависимости от тока светодиода), и часто является довольно небольшим - обычно намного меньше, чем $10^{-9}\:\textrm{A}$ ,

Предположим, в вашем случае, что светодиод лучше всего моделируется $n=5$ , $I_{SAT}=1\times 10^{-11}\:\textrm{A}$ ( $10\:\textrm{pA}$ ) а также $V_T=26\:\textrm{mV}$ , Тогда вы можете вычислить:

В_{L Е D} знак равно 5 \cdot 26 мВ \cdot пер (\frac{600 мА}{10 рА} + 1) \approx 3,226 В

$V_{LED}=5\cdot 26\:\textrm{mV}\cdot \operatorname{ln}\left(\frac{600\:\textrm{mA}}{10\:\textrm{pA}}+1\right)\approx 3.226\:\textrm{V}$

Теперь вы НЕ можете одновременно форсировать напряжение и ток. Вы можете иметь источник питания, который поддерживает постоянное напряжение и просто «соответствует» любому необходимому току (до указанных пределов соответствия источника питания). Или вы можете иметь источник питания, который поддерживает постоянный ток и просто «соответствует» "с любым необходимым напряжением (до указанных пределов соответствия.) Сам светодиод будет реагировать в любом случае.

Я упомянул некоторые значения «параметра» выше для гипотетического светодиода. Но светодиоды меняются повсюду. Скажем так, если вы берете кучу светодиодов и имеете специальное оборудование, которое просто выводит правильные значения, когда вы подключаете другой светодиод. Используя его, вы получаете следующую таблицу для шести светодиодов одного производителя:

\begin{aligned} СВЕТОДИОД # & N & я_{S A T} \\ 1 & 5 & 10 рА \\ 2 & 4,8 & 30 рА \\ 3 & 4,6 & 15 рА \\ 4 & 5,7 & 18 рА \\ 5 & 5,3 & 22 рА \\ 6 & 4,9 & 27 рА \end{aligned}

$\begin{array}{r|lr} \text{LED} \# & n & I_{SAT}\\ \hline 1 & 5 & 10\:\text{pA} \\ 2 & 4.8 & 30\:\text{pA} \\ 3 & 4.6 & 15\:\text{pA} \\ 4 & 5.7 & 18\:\text{pA} \\ 5 & 5.3 & 22\:\text{pA} \\ 6 & 4.9 & 27\:\text{pA} \end{array}$

Допустим, у вас есть источник питания, который обеспечивает фиксированное напряжение $3.2\:\textrm{V}$ и делает это отлично. Каковы будут токи для каждого из этих различных светодиодов, которые вы подключаете? Ну что ж, посмотрим

\begin{array}{rr} СВЕТОДИОД # & я_{L Е D} \\ 1 & 490 мА \\ 2 & 4100 мА \\ 3 & 6250 мА \\ 4 & 43 мА \\ 5 & 268 мА \\ 6 & 2190 мА \end{array}

$\begin{array}{r|r} \text{LED} \# & I_{LED}\\ \hline 1 & 490\:\text{mA} \\ 2 & 4100\:\text{mA} \\ 3 & 6250\:\text{mA} \\ 4 & 43\:\text{mA} \\ 5 & 268\:\text{mA} \\ 6 & 2190\:\text{mA} \end{array}$

Вот Это Да! Плохо. Все эти предположительно похожие светодиоды производят огромные различия в их токе при использовании точно такого же напряжения питания. И ни один из них не очень близок к предполагаемому $600\:\text{mA}$ , или. Если предположить, что блок питания может выдавать более шести ампер, вы можете серьезно повредить светодиоды.

Теперь давайте переключимся и используем источник постоянного тока, предназначенный для обеспечения фиксированной $600\:\textrm{mA}$ и посмотрим, что происходит со светодиодным напряжением, вместо этого:

\begin{array}{rr} СВЕТОДИОД # & В_{L Е D} \\ 1 & 3,23 В \\ 2 & 2,96 В \\ 3 & 2,92 В \\ 4 & 3,59 В \\ 5 & 3,31 В \\ 6 & 3,04 В \end{array}

$\begin{array}{r|r} \text{LED} \# & V_{LED}\\ \hline 1 & 3.23\:\text{V} \\ 2 & 2.96\:\text{V} \\ 3 & 2.92\:\text{V} \\ 4 & 3.59\:\text{V} \\ 5 & 3.31\:\text{V} \\ 6 & 3.04\:\text{V} \end{array}$

Обратите внимание, что диапазон напряжений намного меньше! Все, что вам нужно сделать, это найти источник питания постоянного тока, который может работать как минимум $5\:\textrm{V}$ или так и у тебя все хорошо.

Да, я предоставил несколько «клинкеров» в светодиодах выше. В ваших спецификациях сказано, что светодиоды вышли из $3\:\textrm{V}$ в $3.4\:\textrm{V}$ в $600\:\textrm{mA}$ , Но в этом тоже дело. Хотя в спецификациях говорится, что статистически маловероятно, чтобы светодиоды выходили за пределы этого диапазона, фактом является то, что время от времени вы все равно будете сталкиваться с некоторыми, которые находятся за его пределами.

Это очень небольшое изменение напряжения является основной причиной того, что резисторы с «ограничением тока» работают так же, как и они. Поскольку различия в напряжении объятия небольшого диапазона, это очень легко оценить , какие остатки напряжения ( в пределах небольшого диапазона ошибок) для падения напряжения резистора.

Если у вас есть напряжение питания $6\:\textrm{V}$ (не источник постоянного тока, а теперь снова источник постоянного напряжения), тогда вы можете быть уверены, что резистору нужно то, что остается после падения светодиода примерно $3.2\pm 0.2\:\text{V}$ , Остаточное напряжение тогда $2.8\pm 0.2\:\text{V}$ , Таким образом, если вы вычисляете резистор, который будет генерировать правильный ток, учитывая оставшееся падение напряжения, то фактический ток на практике не будет сильно меняться, потому что оставшееся падение напряжения для резистора также не так сильно меняется.

(Как примечание, вы также можете увидеть здесь, что если вы использовали источник постоянного напряжения $4\:\textrm{V}$ , что остаточное напряжение $0.8\pm 0.2\:\text{V}$ имеет гораздо более широкий разброс, в процентном отношении. И это означает, что в результате этого фактора будет значительно меньше согласованности тока светодиодов. Итак, здесь вы обнаружите, что более высокие напряжения для источника постоянного напряжения улучшают регулирование тока. Но это преимущество достигается за счет дополнительного рассеянного расхода тепла.

Источник постоянного тока часто очень похож на источник напряжения с добавленным переменным резистором, который может настраиваться так, чтобы падать только нужное количество напряжения для поддержания тока постоянным. Это делается с помощью транзисторов и / или интегральных схем. Но эффект состоит в том, что вместо фиксированного резистора некоторые дополнительные схемы позволяют источнику питания вместо этого автоматически изменять резистор. В остальном не так уж и отличается.

— Йонк
источник

Различия в токе CV были бы настолько значительными, если бы вы подключили светодиоды последовательно и подали на них напряжение 3.2vX6?

— Дандавис

@ Dandavis Не так уж плохо, когда в сериале, если вы действительно не повезло. Идея в том, что вы играете в статистическую игру. Чем больше вы кладете в серию, тем жестче становится стандартное отклонение. Конечно, при условии случайного распределения в пакете. Производители также могут «складировать» свои детали и продавать как в разобранном, так и в незавершенном виде. Если это так, то незавершенные могут быть отправной точкой какого-то неизвестного процесса объединения для дорогостоящих продаж в других местах. Это очень сильно испортит вашу статистику, в то же время оставаясь «в спецификации».

— Йонк

Спасибо за информацию. я думаю о единицах серии как о равном токе, так что это имеет смысл.

— Дандавис

+1 хороший численный анализ. Полагаю, там тоже есть омический термин.

— Спехро Пефхани

@jonk, хотя теория может поддержать ваше обсуждение пикоампов и напряжения насыщения, это не только невозможно измерить для смертных, но, что более важно, никогда не делается в диодах промышленного типа этого типа. Я предлагаю вам использовать более практичные модели для обучения выше некоторого видимого порога или напряжения тусклого светодиода, который более соответствует пороговому напряжению.

— Тони Стюарт Sunnyskyguy EE75

Драйвер светодиода постоянного тока, определяемый как «выход 18-24 В», означает, что диапазон соответствия выходного напряжения (при котором будет поддерживаться работа CC) в режиме постоянного тока составляет 18-24 В. Можно ожидать, что использование его с цепочкой светодиодов с комбинированным пороговым напряжением далеко за пределами этого диапазона приведет к его отключению (что делает настройку бесполезной), перегреву (повреждение драйвера) или потере свойств постоянного тока (повреждение светодиодов перегрузкой по току).

— rackandboneman
источник