Kdy a proč LED diody vyžadují odpory omezující proud?

Pokud pracujete na jakémkoli obvodu souvisejícím s LED-, možná jste viděli radu nebo upozornění, abyste vždy použili odpor omezující proud.
Od začátečníků kutilů až po ty, kteří navrhují a konstruujíLED osvětleníobvodové desky, vytvořili jsme tuto příručku, která každému pomůže plně pochopit, kdy, proč a jak vybrat vhodný odpor omezující proud.

Návrh obvodu kolem pasivních polovodičových součástek, jako jsou LED, vyžaduje znalost křivky I-V (proud vs napětí), stejně jako u jakékoli jiné takové součástky.
Samozřejmě, anLEDje v podstatě dioda s ne-lineární I-V křivkou. Jinými slovy, korelace mezi vstupním napětím a vstupním proudem nesleduje lineární dráhu.
Uvažujme například dopředný proud při 2,7 V-zhruba 20 mA. Zvýšení napětí na 2,8 V o 0,1 V způsobí nárůst propustného proudu o asi 30 mA až 50 mA. Dopředný proud vzroste o 35 mA až 85 mA, pokud jej poté zvýšíme na 2,9 V o dalších 0,1 V.
Rychlost nárůstu dopředného proudu se také zvyšuje s rostoucím napětím. Malé změny v propustném napětí mohou vést k extrémně velkým změnám proudu v propustném směru.
Takže budiče LED s konstantním proudem jsou nejlepším způsobem, jak řídit LED, protože běží na jeden proud a mění své výstupní napětí tak, aby mu odpovídalo, čímž je zaručena stabilita dopředného proudu. Při vstupu konstantního proudu není vyžadován odpor omezující proud.
Pokud používáte zdroje s konstantním napětím, co byste měli dělat?
Na druhou stranu jsou zdroje konstantního proudu často dražší a méně přizpůsobivé. Téměř všechny produkty LED pásků a další moduly tak běží na konstantním napětí.
Napájecí zdroje s konstantním napětím, pevně stanovené na úrovni výstupního napětí, mohou generovat jakýkoli stupeň výstupního proudu mezi 0 mA a jejich jmenovitým maximem, což může být velmi dobře nad jmenovitým maximem pro LED a LED systém.
Jak jsme však uvedli dříve, napájecí vstupy s konstantním napětím vyžadují více úprav, aby mohly být bezpečně používány se systémy LED kvůli nelineárnímu spojení mezi dopředným proudem a dopředným napětím, a to z následujících důvodů:
Propustné napětí LED nemusí vždy odpovídat úrovni napájecího napětí. Například, v závislosti na stejné specifikaci LED jako výše, pokud máte 3,0 V zdroj konstantního napětí, bude dopředný proud také omezen na 135 mA.
Při použití stejného zdroje energie, co když chceme provozovatLEDpři 20 mA? LED bude vyžadovat pouze 2,7 V, nikoli 3,0 V. Ale vzhledem k tomu, že většina napájecích jednotek postrádá volbu výstupu s proměnným napětím, napájecí jednotka sama o sobě nemůže produkovat 2,7 V na LED.

Řešením je dát rezistor do série s LED a nechat ho "snížit" napětí na LED o 0,3 V.
Jak můžeme určit hodnotu odporu? Pomocí Ohmova zákona, který říká V=IR, nahradíme V 0,3 V (pokles napětí) a I 0,02 A (požadovaný dopředný proud). Řešení pro R nám dává 15 ohmů.
Podobné výpočty lze provádět bez ohledu na použité napětí-např.LED pásky 12V a 24V.
Změny v propustném napětí LED jsou nevyhnutelné v nastaveních hromadné výroby a vedou k několika napěťovým zásobníkům. V ideálním případě mají diody LED z každé napěťové přihrádky vypočítané jiné párování hodnot odporu, aby byl zaručen stejný odběr proudu v propustném směru, nezávisle na napěťové přihrádce LED. Jinak by mohlo dojít k větším rozdílům v dopředném odběru proudu-a tím i jasu-.
Každý z výše uvedených řádků označuje odlišnou napěťovou přihrádku. Různé požadavky na odpor musí být použity k získání různých dopředných napětí požadovaných k dosažení stejných 60 mA pro všechny moduly LED.

Jak jsme pozorovali, LED diody vykazují nelineární korelaci mezi dopředným proudem a dopředným napětím. V důsledku toho by malý nárůst napětí mohl způsobit velký nárůst propustného proudu, což by mohlo způsobit nadproud a poruchu zařízení.
Na rozdíl od diod mají rezistory lineární vztah mezi propustným napětím a propustným proudem (jak ukazuje Ohmův zákon).
Takže, bez ohledu na úroveň napětí, zvýšení propustného napětí způsobí stejný, proporcionální nárůst propustného proudu. Když je tato charakteristika rezistorů zahrnuta do obvodu LED, může pomoci kompenzovat důsledky rostoucího napětí.

Nestabilní zdroj energie s výrazným šumem nebo vlněním je první možností. Pokud zdroj s konstantním napětím generuje nestabilní stejnosměrný proud, propustné napětí a přerušovaná špička - a odpory omezující proud pomohou řídit související propustnou špičku proudu.
Druhý, konzistentnější a rozšířenější je vlastnost samotných LED zařízení.
Pokud udržujeme konstantní propustný proud, propustné napětí LED klesá, jak se zahřívá. Datové listy LED to často ukazují v následujícím grafu změny teploty vs dopředného napětí:
Návrh obvodu s konstantním proudem těží z těchto znalostí, protože nás informuje o skutečném rozsahu dopředných napětí, která bychom mohli v systému pozorovat. Ale zopakujme stejnou myšlenku z hlediska konstantního napětí:
Pokud udržujeme konstantní propustné napětí, propustný proud LED stoupá, jak se zahřívá.
Za prvé a především, celkový ztrátový výkon LED určuje produkci tepla. Skutečnost, že dopředný proud roste s rostoucí teplotou, je tedy možná katastrofální, protože větší dopředný proud zvýší teplotu LED ještě více, a proto zvýší její propustný proud ještě více v kladné zpětnovazební smyčce. V nejlepším případě se tomu říká tepelný únik LED systému, který způsobí katastrofální poruchy a možná požár a kouř.
Rezistor omezující proud pomocí své lineární IV křivky pomáhá kompenzovat dopad rostoucího napětí. Kromě toho ve vztahu ke své teplotě působí rezistory opačně nežLED diody; jak teplota stoupá, odpor také stoupá.
Někteří lidé nazývají odpory používané tímto způsobem předřadný odpor kvůli této přímočaré, ale užitečné vlastnosti.

Zařízení LED jsou ze své podstaty řízena proudem-, a proto špatně reagují na změny napětí.
Budování anLED systémpoužívání zdrojů konstantního napětí znamená, že musíte být připraveni používat odpory omezující proud, abyste zaručili bezpečný a stabilní provoz LED zařízení.

Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd byla založena v roce 2010. Jedná se o národní high-technický podnik integrující design, výzkum a vývoj, výrobu a prodej produktů pro vnitřní a venkovní osvětlení a také může dělat OEM, ODM. Pro více podrobností o naší nabídce nás prosím kontaktujte nabwzm18@ledbenweilighting.com