【導(dǎo)讀】當(dāng)然,理想的解決方案是用電流源驅(qū)動LED。各種IC可用于以恒定電流驅(qū)動LED(甚至串聯(lián)成串)。這樣,LED的VI特性就變得至關(guān)重要。最簡單的此類IC之一是ON Semi的NSI50010YT1G,這是一種2引線電流源,與LED串聯(lián)放置,并且不管LED和電源電壓(IC兩端的電壓)如何,均將電流調(diào)節(jié)為10 mA。必須介于1.8 V和50 V之間)。
愛好者反復(fù)問的問題之一是如何為LED選擇限流電阻的值。通常,褲子響應(yīng)的位置是:“從電源電壓中減去2 V,再除以20 mA?!北M管許多人認為答案已經(jīng)足夠好,但實際上產(chǎn)生的電流將與計算得出的值明顯不同。
LED限流電阻
人們可能會遇到以下6種情況:
給定LED的規(guī)格表和所需的LED電流,找到一個電阻值
給定LED的規(guī)格表和電阻值,找到LED電流
給定通用類型的LED(無規(guī)格)和所需的LED電流,找到一個電阻值
給定通用類型的LED(無規(guī)格)和電阻值,找到LED電流
給定您手中的LED(無規(guī)格)和所需的LED電流,找到一個電阻值
給定您手中的LED(無規(guī)格)和電阻值,找到LED電流
對于每種情況,這就是進行的方法。
1.根據(jù)LED的規(guī)格表和所需的LED電流,找到一個電阻值
使用圖形方法可以最好地解決此問題(分析方法可能太麻煩了:即使使用SPICE,您也必須為LED創(chuàng)建一個準(zhǔn)確的模型)。
在LED的規(guī)格表中找到“正向電流與正向電壓”圖。
可以打印它,也可以將它復(fù)制到簡單的圖形應(yīng)用程序(例如“ Paint”)中。
在LED的VI曲線上,注意所需電流下的LED電壓
從電源電壓中減去該電壓
用該差除以所需電流,得到電阻的值
例如:
由于半導(dǎo)體效應(yīng),LED的VI曲線具有對數(shù)分量,而由于歐姆效應(yīng),LED的VI曲線具有線性分量。根據(jù)它們在特定LED中的相對貢獻,曲線將顯得更“彎曲”或更平坦。
如果必須使用分析方法,則可能需要用一條直線近似LED的VI特性曲線。例如:
只要所需電流在直線靠近VI曲線的區(qū)域內(nèi),您就可以解析地計算電阻。請注意,您需要使用二次方程式對其進行求解。因此,我認為圖形方法仍然更加方便。
2.給定LED的規(guī)格表和電阻值,找到LED電流
同樣,使用圖形方法可以最好地解決此問題。
在LED的規(guī)格表中找到“正向電流與正向電壓”圖。
可以打印它,也可以將它復(fù)制到簡單的圖形應(yīng)用程序(例如“ Paint”)中。
將水平軸從0 V擴展到電源電壓
如果該電阻直接連接到電源(沒有LED),則計算通過該電阻的電流:I =電源電壓/電阻值
在垂直軸上的0 V處標(biāo)記該電流
在水平軸上標(biāo)記電源電壓
通過這兩點畫一條直線:這是該電阻和電源電壓的“負載線”
注意負載線與LED的VI曲線交叉的點:這是在該電阻和電源電壓下LED的工作點。
例如:
3.給定通用類型的LED(無規(guī)格)和所需的LED電流,找到一個電阻值
如果沒有規(guī)格,您將不得不猜測LED的VI曲線,然后使用上面的方法1。近似地,對于一個小型LED(與用于照明的功率LED相對),VI曲線的顏色確定。這組曲線取自T-1-3 / 4尺寸的規(guī)格表, Lite-On的20 mA LED。
請注意,LED電壓隨波長的減小而增加:例如,紅外LED的波長最長,電壓最低。這實際上是遵循量子力學(xué)原理(光子的能量與其頻率成正比)。
請注意,實際上有3組曲線:
紅外
紅色到綠色
藍色和白色(白色LED使用UV LED和磷光體)
因此,只要知道LED的顏色并假設(shè)它是低電流LED,就可以使用這些IV曲線來估算限流電阻的值。
4.給定LED的常規(guī)類型(無規(guī)格)和電阻值,找到LED電流
使用上面第2點所述的方法,這些相同的曲線可用于估算給定電阻器值的LED電流。
5.給定手中的LED(無規(guī)格)和所需的LED電流,找到一個電阻值
如果您想使用自己手中的LED并對其了解甚少,則需要使用經(jīng)驗方法來找到電阻值。
串聯(lián)連接LED,一個100 Ohm電阻器(用于保護),一個1 kOhm電位計(可變電阻器)和一個DVM(數(shù)字電壓表),用于測量電流,200 mA滿量程
將該系列串連接到將用于為該LED供電的電源上
改變電位器,直到DVM顯示所需的電流
斷開鍋,并測量其電阻
選擇最接近該讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)電阻值(E6標(biāo)準(zhǔn):100、150、220、330、470、680、1K等)
6.給定您手中的LED(無規(guī)格)和電阻值,找到LED電流
串聯(lián)連接LED,電阻器和DVM(數(shù)字電壓表),以測量200 mA滿量程電流
將它們連接到用于為該LED供電的電源
測量電流
溫度和電源電壓的影響
使用上述方法之一,可以確定限流電阻的值或產(chǎn)生的電流。在標(biāo)稱電源電壓和室溫下都可以。但是,當(dāng)任何一個發(fā)生重大變化時,LED電流也會發(fā)生變化。該曲線顯示了LED的電壓如何隨溫度變化。請注意,在25°C時,電壓為100%,這是標(biāo)稱值。
更糟糕的影響是當(dāng)電源電壓非常接近LED電壓時(例如3.0 V電源和2.5 V LED電壓):該電壓會隨著溫度或電源電壓的變化而明顯變化。
作為一名優(yōu)秀的設(shè)計師,您需要考慮最壞的情況,并確保LED仍會在一個極端下點亮,并且在另一個極端下不會被太硬地驅(qū)動(典型的小型LED能夠處理最大數(shù)量的LED)。 30 mA連續(xù)電流)。
LED串聯(lián)
如果您有多個同時點亮的LED,則最好將它們串聯(lián)放置,以使相同的電流固有地流過所有LED。在這種情況下,LED電壓會相加。因此,請確保電源電壓足夠高,可以為整個燈串供電。
LED并聯(lián)
LED絕不能直接并聯(lián)連接,因為它們將不會平均分擔(dān)電流。相反,應(yīng)在每個LED上串聯(lián)一個電阻,以設(shè)置每個單獨LED中的每個電流。
LED驅(qū)動器IC
當(dāng)然,理想的解決方案是用電流源驅(qū)動LED。各種IC可用于以恒定電流驅(qū)動LED(甚至串聯(lián)成串)。這樣,LED的VI特性就變得至關(guān)重要。最簡單的此類IC之一是ON Semi的NSI50010YT1G,這是一種2引線電流源,與LED串聯(lián)放置,并且不管LED和電源電壓(IC兩端的電壓)如何,均將電流調(diào)節(jié)為10 mA。必須介于1.8 V和50 V之間)。
許多LED驅(qū)動器IC都會提高電源電壓,這在您使用單節(jié)電池進行操作時會非常好,尤其是在充電結(jié)束時其電壓開始下降時。
確定LED極性
在討論LED時,需要注意一些事項。通常認為,您可以通過查看LED的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來判斷LED的極性:“ LED芯片安裝在作為陰極一部分的架子上”。也許。對于大多數(shù)LED(并非并非所有LED)而言,這都是正確的。
通過查看來確定圓形含鉛LED極性的僅有兩種方法是:
陽極引線較長(假設(shè)尚未切斷)
圓形鏡體在陰極引線的作用下具有平整的斑點
這是一個帶有5個LED的板的示例,所有LED的陰極都在左側(cè)。在右側(cè)的4個LED中,架子在陰極上。在左側(cè)(紅色)的LED中,架子在陽極上。如有疑問,您始終可以在DIODE范圍內(nèi)使用DVM來查看LED朝哪個方向發(fā)光。
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