如果正向电压和电源电压相等,LED是否需要限流电阻?


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对于正向电压为3.3 V且电源电压为3.3 V的蓝色LED,是否仍需要一个串联电阻来限制电流?

欧姆定律在这种情况下为0Ω,但这在实践中正确吗?

为了安全起见,也许只是一个较小的值,例如1或10Ω?

Answers:


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不,这仅仅是因为LED和电源都不为3.3V,这是不正确的。电源可能为3.28V,LED电压为3.32V,因此不再需要简单的串联电阻计算。

LED的模型不仅是恒定的压降,而且是与电阻(内部电阻)串联的恒定电压。由于我没有您的LED的数据,让我们看一下另一个LED的特性,即Kingbright KP-2012EC LED:

LED特性

对于高于10mA的电流,曲线是直的,斜率是内部电阻的倒数。在20mA时,正向电压为2V,在10mA时,正向电压为1.95V。那么内部电阻是

RINT=V1V2I1I2=2V1.95V20mA10mA=5Ω

本征电压为

VINT=V1I1×RINT=2V20mA×5Ω=1.9V.

假设我们有一个2V的电源,那么问题看起来有点像原来的那样,那里的电源和LED均为3.3V。如果我们通过一个电阻(毕竟两个电压相等!)连接LED,则LED电流为20mA。如果电源电压变为2.05V,仅上升50mV,则LED电流为 Ω

ILED=2.05V1.9V5Ω=30mA.

因此,电压的小变化将导致电流的大变化。这在图表的陡度和低内部电阻中得到体现。这就是为什么您需要一个更高的外部电阻,以便我们可以更好地控制电流。当然,为10mV的电压降过,说,100只给出了100 A,这将是很难看到。因此,还需要更高的电压差。 Ωμ

您始终需要在电阻上施加足够大的压降,以使LED电流或多或少保持恒定。


“总是”?有没有更有效的方式来驱动它们?
endlith 2011年

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@endolith-有一些方法可以使用较小的电流检测电阻器和晶体管(BJT或MOSFET)来控制电流,但是那里的晶体管代替了通常的电阻器,并且还需要压降。
stevenvh 2011年

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还有一些使用开关模式电流调节器来控制电流的方法,这种方法会更有效,但是对于这个问题的读者而言,这可能不是必需的。
凯文·维米尔

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@stevenvh我需要添加一个问题进行澄清:正如Andy在下面说的那样,3.3V可能不足以驱动3.3Vf LED,因为在没有电压降到Vf以下的情况下没有添加电阻的方法?那么,有什么方法可以在3.3V电源上运行3.3Vf LED?我不知道克雷格的案子,但我正在尝试使用PC PSU制作自制的LED灯。我的某些LED具有3.3Vf,因此它们可以“恰好”安装在3.3V电源轨中。其余的我放在12V电压轨上(但是串联后永远不会达到12V,每个串都在其中有自己的电阻)。我应该做prolly问答
塞巴斯蒂安Vansteenkiste

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您始终需要一个限流装置。使用电压源时,应始终有一个电阻,考虑一下电压小幅变化时会发生什么。如果没有电阻,LED电流将激增(直到由于LED材料而达到基于热的极限)。如果您有电流源,则不需要串联电阻,因为LED会以电流源水平运行。

LED的正向电压也不总是与电源完全相同。数据表中将提到一个范围。因此,即使您的电源与典型的正向电压完全匹配,不同的LED也会以截然不同的电流运行,从而产生亮度。


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还请考虑如果LED发生故障和短路会发生什么情况。限制电阻不仅是一个好主意,而且是定律!(好吧,也许不是)
自由空间

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当然,对于更高功率的应用,保险丝会更好吗?否则,您将需要相当大的电阻,这些电阻的耗散会超过LED的额定功率!
avl_sweden

@avl_sweden在高功率应用中,您需要将开关电源配置为充当恒定电流源。您还获得了附带好处,它可以检测到负载的变化并告诉您LED短路(或其他异常运行情况)
mbrig

我之前的评论是对自由空间的回应。当然,你需要一个限流装置来处理LED的电压降和电压源inperfection等自然变化
avl_sweden

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二极管中的IV关系是指数关系,因此向标称压降为3.3V的LED施加3.3 V +/- 5%的电压差不会导致强度变化5%。

如果电压太低,LED可能会变暗;否则,LED可能会变暗。如果电压过高,LED可能会损坏。正如汉斯所说,3.3V电源可能不足以提供3.3V LED。

驱动LED时,最好设置电流而不是电压,因为电流与光强度具有更线性的相关性。使用串联电阻非常适合设置通过LED的电流。

如果您不能使用具有足够净空的电源来允许设置电流的电阻器,则可以使用电流镜。这仍然需要一定的电压降,但可能不如电阻器所需的电压降那么多。


电流镜在晶体管上还具有所需的压降。它可能能够很好地跟踪电流(因此您设置了10mA基准,并且非常接近另一侧的基准),但是它将需要一点电压才能工作。
汉斯,

@汉斯的观点,我更新得更清楚了
Andy

6

您需要通过限流电阻上的压降才能使其正常工作。而且,当您的3.3V电压稍微断开时(可能一段时间为3.45V),该压降应该很大,以避免产生大电流。如果驱动电阻两端压降为1V的LED且电源电压高1V,则将有大约1V的电压。双电流。

LED需要恒定的电流才能发光。但是,除非使用降压-升压版本,否则恒定电流源对于蓝色LED可能需要超过3.3V的电压。


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如果电源恰好是3.3V,LED两端的压降为3.3V,则不需要限流电阻。但是,世界并不完美,万事万物!

在考虑了电源配置和LED正向电压变化之后,您才可以计算适当的安全电阻值。如果您认为的误差/变化最大为,则可以为此计算电阻值。例如,对于10%5V的电源来说并非不合理: 0.5 V ± 0.5 VVSOURCEVLED0.5 V±0.5 V

VI=0.5 V20 mA=25 Ω

请注意,实际上这可能不是一个好主意,但是有可能。


如果在LED上不使用限流电阻,则通常会将其自身拼接成两个(个人经验)。
汉斯,

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即使电压相同,您仍然需要添加一个电阻。唯一不添加电阻的情况是,从电源输出的电流小于或等于所需的电流时,例如,将白色LED连接到CR2023。不需要电阻,因为电池的内部电阻将电流限制在可接受的水平。

不必担心添加电阻,因为它是您可以添加的用于保护LED的最便宜的东西,除非您要处理的是大电流LED。


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如果正向电压和电源电压几乎相等,则使用电阻会产生对电源电压或LED特性变化非常敏感的结果。如果确定电阻的大小以避免在供电电压最大且LED固有电压最小的情况下损坏LED,则只有在供电电压最小且LED本身的亮度最小时,LED才会以其可能亮度的一小部分点亮。 LED的固有电压达到最大值。

尽管大多数简单的电流调节电路具有一定量的顺从电压,但使用某种类型的电流调节电路将产生更好的结果。在许多情况下,最简单的操作可能是使用带有内置升压电路的LED驱动器芯片。其中一些可以独立于电源电压很好地调节LED亮度。


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我是偶然发生的,没有什么比在旧火上添加评论了。

如果从内部电阻非常低的源驱动LED,则LED会对电源电压的微小变化敏感。如果您使用能够提供安培的大型电源驱动LED,并且其漂移高出10MV,则可以烹饪LED。请注意,在许多情况下,例如廉价的手电筒,LED被视为可抛弃的,它们可以确定电池端子电压不会超过该类型电池化学物质的正常电压。LED可能会超出规格,或者在新电池处于边缘的状态下工作。同样,根据设备的正向传导曲线,您可能无法说出20MA进入3.3V电源的白色或蓝色LED中。如果进行数学计算,则将5欧姆电阻与LED串联并不会给您带来很大的电压自由度。然而,到目前为止,我们只关心LED的健康状况,这似乎有点简单。与在eBay上以不到2美分的价格烹制一个LED相比,让我花费几美元的微控制器上的I / O引脚压力更大,我会更加担心。因此,如果我将LED连接到具有3.3V Vcc的昂贵芯片的输出,即使LED的额定电压为3.3VI,也可能会增加几百欧姆,并且将LED的功率降低几毫安,这有造成损坏的风险。昂贵的部分。如果我希望LED变亮,则可以使用晶体管或专用芯片来驱动它。通过这种方法,您可以使LED不用原始电源供电,并使用更大的降压电阻。这样可以给您更多的使用LED的自由度,并且通过过分强调输出来损坏昂贵部分的机会更少。


10M(ega)伏特 20M(ega)安培?你可能是说mV。请编辑您的帖子并修正两个值。请也删除第一段。
try-catch-finally

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与稳态相比,LED可以处理更多的峰值电流。研究LED数据表,然后在其PEAK占空比限制内对LED进行PWM,然后就不需要电阻了


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该LED在10%占空比下具有160mA **绝对最大额定值**(!)。AMR表示它在给定条件下不应连续工作。在没有串联电阻的情况下,如何将电流限制在160mA以下?
stevenvh 2012年
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