LED功耗理论与现实

从理论上讲，如果一个LED消耗10mA的电流，那么17个并行LED消耗的电流为170mA，但实际上，当我连接17个并行LED时，它们仅消耗100mA的电流而不是170mA，为什么理论与现实之间存在差异？

您假设每个LED的IV曲线完全相同。所列规格为标称，典型值，并且会有所不同。

一个LED在1.9 VF时可能为10mA，但另一个在8 V或12 V时可能相同或不同。甚至没有考虑亮度。具有相同IV曲线的两个LED的颜色和亮度也可能明显不同。

您还必须考虑供应量的精度或舍入。它只能测量到安培的百分之一。不足以达到适当的单毫安范围。

还应考虑所用面包板的电阻。如果测量第一个LED和最后一个LED上的电压，可能会发现差异。

您应该在电流模式下使用良好的电流表或万用表，并分别测量该电路中的每个LED，以查看每个LED实际消耗了多少电流。

您的PSU仪表的分辨率仅为0.01 A（10 mA）。对于单个LED，实际电流可能在5 mA到15 mA之间。

将您的黄色万用表切换到mA范围，将导线连接到正确的插座中，然后将万用表与一个LED串联，以获得更准确的测量结果。

不建议以这种方式并联LED。具有较低正向压降的电阻将消耗电流。要么将它们与限流电源串联连接，要么在每个LED上串联一个电阻以限制电流。

晶体管和Passerby都对您提出的问题都给出了很好的答案，但让我尝试更全面的内容。

您似乎有足够数量的LED，并且如果您有几个备用LED，请尝试此实验。以1.9伏驱动1个LED。记录电流。将电压增加到2.0。现在尝试2.1。您会看到电流迅速增加，如果2.1伏特电压不会杀死LED，我会感到惊讶。现在，用200欧姆电阻替换LED并重复测试。这可以确定，一旦达到开启电压，LED的电流上升速度就比电阻器的上升速度快得多。

现在，这是您所不知道的-对于固定电压，通过LED的电流将随着LED温度的升高而增加。

因为温度越来越高，所以电流会增加，温度也会增加。当然，这意味着它的电流将进一步增加。您可以看到这是什么原因-技术术语是热失控。因此，这导致了第一个也是最重要的规则：切勿尝试从电压源驱动LED。始终限制电流。这可以通过提供更高的电压并串联使用限流电阻来轻松实现。在您的情况下，5伏电源和300欧姆电阻将安全地提供约10 mA的电流。

此外，您的设置显示您在选择LED时很幸运-它们似乎都具有相同的亮度。正如Passerby所说，这通常是不正确的。因此，请勿将一堆LED绑在一起并用单个电阻驱动它们。这样做会在LED中产生一定范围的亮度。如果您不想要均匀的亮度，您可能会认为这是可以的，但是还需要考虑一件事。

假设您有10个并联的LED，每个（您希望）绘制10 mA，总计为100 mA。为此，请使用5伏电源和30欧姆电阻。亮度不均匀很好。有问题吗？

很有可能。正如LED在相同电压下亮度不均匀一样，它们在相同电压下也不会汲取相同的电流。

假设在公共电压下，其中一个LED自然会比其他LED消耗更多的电流。这意味着，由于功率等于电压乘以电流，因此它比其他功率消耗更多的功率，这意味着它将变得更热。反过来，这会使其电压下降更多，并吸收更多电流。在最坏的情况下，最弱的LED会消耗越来越多的电流，直到它烧坏为止，并且可能无法打开。这意味着次弱的LED将开始产生电流，在最坏的情况下，该过程将继续进行，直到所有LED都熄灭为止。此过程也可能与其他组件一起发生，并且获得了“爆竹模式”的昵称。在这种情况下，可以通过将电流限制设置得过高来实现：也就是说，

这导致您应遵循另一条规则：分别限制每个LED的电流。通常，这意味着每个LED一个电阻或串联的LED串。例如，如果您有一个12伏电源，则可以串联放置4个或5个LED，并使用单个电阻器限制串中的电流。只要您知道后果，通常可以使用少量的LED来解决此问题。如果将2个LED并联，您可能不必担心爆竹模式的故障，因为在正常工作电流的两倍下，没有多少LED会死掉，但是亮度仍然可能不相等。并联的LED越多，灾难性故障的几率就越大。选择取决于您，您可能会想冒险，直到您被烧了几次为止。

“好的判断来自经验。经验来自不好的判断。”

简单的答案是舍入误差只有0.01 A的“ 1有效数字”，应读为0.0058 A

但是由于单个LED读数缺少3个有效数字，因此您现在可以计算每个LED的电流100/17 = 5.8mA。

此外，您可以预测电流随电压的上升而上升。标称5mm超高亮LED的内部ESR为15。//如果有15个LED，则ESR为〜1Ω。（＆17略少。）因此，每精确上升0.10 V都会导致〜0.10A的上升，这表明Vf曲线的“拐点”为1.8V，其中ESR动态上升。

为了防止LED的ESR失配，当并联驱动它们达到最大时，我建议至少增加ESR的50％或大约8Ω。

这会影响Vf与If的关系，并且对单批次的公差可能<1％，而对混合批次的公差可能会较高。因此，这会影响电流共享，并且仅在自发热降低Vf时才变得重要。当电流超过20mA时，这种差异会加速，特别是当内部阈值电压降低（肖克利效应）时，内部ESR大电阻两端的电压就会上升，并从电源的恒定电压汲取更多电流。

实际上，由于高亮度LED供应商质量的提高，LED的精度与低压齐纳二极管一样，后者的容差也相似，通常更差。

该红色LED的近似公式变为

Vf = 1.8 + If * ESR

自然地，添加一个小串联R可以消除灵敏度失配引起的“均流二极管热失控”。

自然地，通过增加一个小的串联R会失去效率，但是却有利于稳定预期电流。

现在公式变成了；

Vout = 1.8 + If *（ESR'+ Rs）

...其中Vout是驱动程序或Vcc，也具有上面的ESR'中可能包含的ESR。例如5V CMOS为〜50Ω，而CMOS <= 3.3 max Vcc为〜25ΩESR。

。然后选择If并求解Rs。

但是大多数人只是使用标称Vf @ 20mA并从

Rs =（Vcc-Vf）/如果

然后选择If并使用最坏情况下的最大Vcc求解Rs。

ESR只是差分电阻的方便术语，在CMOS和MOSFET中也称为RdsOn。

适用于5mm白色LED

Vf = 2.85 + If *15Ω

用于具有相似公差的标称优质零件。

我认为，随着单个LED的电阻变大并且我们将它们并联连接，因此，并联电阻从单个值减小，这就是10个LED电流较小的原因。1 / Rt = 1 / R1 + 1 / R2 + ..........