LED可以在恒定电流下采用变化的电压>列出的电压吗？

我的困惑源于一个显示如下的LED：输入（DC）：600mA-700mA / 3V-3.4V。产品建议使用恒流LED驱动器（与LED相同的品牌），其显示：输出：电流600mA（恒定）；电压18-34V

在研究中，我读到过大的电流会烧坏LED，随着时间的流逝，随着电池的消耗，汲取的电流会变小，导致需要恒定电流的LED驱动器。

我在查找有关以下问题的信息时遇到困难：如果电流恒定，LED可以接收高于其推荐值的电压吗？

另外，还有一个问题，如果电流恒定为600mA，而LED的电流为600mA，那么我不需要电阻吗？

更新：

感谢您的所有投入。@mkeith在说“我认为混乱的点是您不了解电源与负载之间的关系”时是正确的。

我的印象是，仅通过领导的安培的价值才是重要的。我以为，因为该公司建议驱动器的最低输出电压为18V，所以当引用该LED的LED的电压为3-3.3V时，这意味着恒定电流才是最重要的。我在问，使用正确的安培更高的电压（来自驱动器的18V与LED的3.3V）是否可以。

我已经知道要为什么建议使用该驱动程序。将3V LED串联连接以获得约18V可能是预期的用途。此外，我更好地了解了恒定电流和恒定电压之间的差异，以及LED如何控制安培（施加恒定电压时）和伏特（施加恒定电流时）的差异

voltage led constant-current

— 乔丹·克拉尔斯
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超过指导原则的电压实际上保证了比建议的更大的电流。电压指南列出了从刚接通到几乎过热的空间，而电流可能在最大以下。在正常操作中，最大电流等于最大电压。

— dandavis '18年

@dandavis也许是这样。但是，如果这是生产电路，我认为用电压驱动LED不会很好。我会发现亮度的单位差异太大。而且您将需要合理的严格电压控制。

— mkeith

您不能同时拥有这两种方式。如果使用电流源驱动，则电流是固定的且受控制的。它不会改变。电压可以自由调整为使LED发光所需的电压。实际上，它将以恒定电压（或多或少）稳定下来。

— mkeith

@JordanKlaers，所有评论在一起都非常令人困惑.....这是一个简单的解释....如果将LED（实际上是任何负载）连接到已调整为100mA的恒流源，则为恒流源将调节LED上的电压，直到100mA流过LED。...如果将2个LED串联，则恒流源将提高电压，使100mA电流流过2个LED。

— jsotola '18

Can LED's receive a voltage above their recommended value if the current is constant?...是的，当恒定电流设置为高于LED推荐值时...不要将恒定电流与安全性混淆...您可以将电流设置为10A（如果您的电源允许）并炸毁大多数连接的LED到它

— jsotola '18

Answers:

驱动器不适合LED，因为来自驱动器的最小电压（18V）大于600mA（3V）时的最小LED电压。该驱动器可能是为串联至少6个芯片（即18V）的LED阵列设计的。

当您为特定的LED芯片供电时，您会提到600至700mA的恒定电流，您将获得3V至3.4V的电压（假设您没有损坏LED）（或者电压是在特定电流下指定的））。

如果未超过建议的电流，则LED电压不应超过给定的范围（随着LED的发热，它实际上会下降一点）。

你只来挑无论是电压或电流。使用LED时，您应该选择电流，并且LED两端的电压将是该电流的结果。如果尝试从恒定电压电源运行LED，则必须通过实验找到电压，电压将不稳定（并可能杀死LED）。

— 斯佩罗·佩法尼（Spehro Pefhany）
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更正：驱动器不适合LED，因为来自驱动器的最小电压大于600 mA时的LED电压。如果OP串联几个LED以使LED总电压高于18 V，则他可以使用该驱动器。

— 彼得·本内特

LED是非常简单的设备。它的行为根据：

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

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

或者，

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

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

在以上示例中， $n$ 是发射系数（某个数字等于或大于1，但可能不大于10）， $V_T$ 是热电压（即 $\frac{k\cdot T}{q}=26\:\textrm{mV}$ 在室温下），以及 $I_{SAT}$ 是饱和电流（根据表示LED电压与电流的曲线的斜率，它是对数刻度图上的明显 y轴截距），通常很小-通常小于 $10^{-9}\:\textrm{A}$ 。

在您的情况下，假设LED的最佳建模方法是 $n=5$ ， $I_{SAT}=1\times 10^{-11}\:\textrm{A}$ （ $10\:\textrm{pA}$ ）和 $V_T=26\:\textrm{mV}$ 。然后，您可以计算：

V_{L E D} = 5 \cdot 26 mV \cdot \ln (\frac{600 mA}{10 pA} + 1) \approx 3.226 V

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

现在，您不必同时强制施加电压和电流。您可以拥有一个维持固定电压的电源，并简单地“符合”所需的任何电流（达到电源的指定合规性限制。）或者您可以拥有一个维持固定电流的电源，并简单地“符合”电源”，无论需要什么电压（达到指定的合规性限制）。LED本身都会以任何一种方式响应。

我在上面为假设的LED提到了一些“参数”值。但是LED随处可见。因此，假设您拿出一堆LED并拥有专用设备，只要您插入其他LED即可简单地打印出正确的值。使用该表格，您可以获得同一制造商的六个LED的下表：

\begin{aligned} LED # & n & I_{S A T} \\ 1 & 5 & 10 pA \\ 2 & 4.8 & 30 pA \\ 3 & 4.6 & 15 pA \\ 4 & 5.7 & 18 pA \\ 5 & 5.3 & 22 pA \\ 6 & 4.9 & 27 pA \end{aligned}

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

假设您有一个提供固定电压的电源 $3.2\:\textrm{V}$ 并做到完美。您连接的这些不同LED的电流分别是多少？好吧，让我们看一下：

\begin{array}{rr} LED # & I_{L E D} \\ 1 & 490 mA \\ 2 & 4100 mA \\ 3 & 6250 mA \\ 4 & 43 mA \\ 5 & 268 mA \\ 6 & 2190 mA \end{array}

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

哇！那很糟。所有这些据说相似的LED都会产生巨大的使用这种完全相同的电压电源都会在电流上差异。而且其中没有一个与假设的非常接近 $600\:\text{mA}$ ，或者。假设电源实际上可以提供超过6安培的电流，则可能会对LED造成严重损坏。

现在让我们切换并使用恒定电流源，以提供固定的 $600\:\textrm{mA}$ 并查看LED电压会发生什么，而是：

\begin{array}{rr} LED # & V_{L E D} \\ 1 & 3.23 V \\ 2 & 2.96 V \\ 3 & 2.92 V \\ 4 & 3.59 V \\ 5 & 3.31 V \\ 6 & 3.04 V \end{array}

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

注意这里的电压范围很大小得多！您需要做的就是找到一个至少可以处理的恒流电源 $5\:\textrm{V}$ 大概就可以了

是的，我在上面的LED中提供了一些“熟料”。您的规格说LED是从 $3\:\textrm{V}$ 至 $3.4\:\textrm{V}$ 在 $600\:\textrm{mA}$ 。但这也是重点。尽管规格告诉您从统计上讲不太可能看到LED不在该范围内，但事实是您仍然会不时遇到一些超出其范围的指示灯。

电压的这种很小的变化是“限流”电阻器工作正常的主要原因。由于电压差的拥抱一个很小的范围内，这是很容易估算电阻的压降什么电压保持（小的误差范围内）。

如果您的电源电压为 $6\:\textrm{V}$ （不是恒流源，而是现在又是恒压源），那么您可以肯定地确定电阻需要LED降到约 $3.2\pm 0.2\:\text{V}$ 。其余电压为 $2.8\pm 0.2\:\text{V}$ 。因此，如果您计算出一个电阻，该电阻在给定剩余电压降的情况下将产生正确的电流，那么实际电流实际上不会变化太大，因为电阻器的剩余电压降也不会变化那么大。

（请注意，如果您使用的是 $4\:\textrm{V}$ ，则剩余电压为 $0.8\pm 0.2\:\text{V}$ 在百分比方面有更大的变化。因此，这意味着LED电流的一致性将大大降低。因此，在这里，您发现恒定电压电源的更高电压可改善电流调节。但这是以牺牲无用的热量而增加的浪费为代价的。）

恒定电流源通常与带有附加可变电阻器的电压源非常相似，可变电阻器可自行调节以降低恰到好处的电压量，以保持电流恒定。这通过晶体管和/或IC来完成。但是效果是，代替固定电阻，某些附加电路允许电源自动改变电阻。否则，没有什么不同。

— jonk
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如果您串联连接LED并将其馈入3.2vX6，那么CV电流差异会如此巨大吗？

— dandavis

@dandavis在系列中时还算不错，除非您真的不走运。然后的想法是您正在玩统计游戏。串联的次数越多，标准偏差就越紧密。当然，假设批次中为随机分布。制造商还可以“装箱”其零件并出售装箱和拆箱的零件。如果是这样，则未绑定的流程可能是某些未知的合并流程的替代品，用于其他地方的高价值销售。这样一来，虽然仍然“合乎规格”，但很可能会弄乱您的统计数据。

— jonk

谢谢（你的）信息。我认为串联单元共享相等的电流，所以这是有道理的。

— dandavis

+1不错的数值分析。我想那里也有欧姆术语。

— Spehro Pefhany

尽管理论可能支持您对皮安和饱和电压的讨论，但这不仅使凡人无法测量，而且更重要的是，在这种类型的工业额定二极管中从未做到这一点。我建议您使用更实用的模型进行一些可见阈值或调光LED电压（阈值电压更一致）以上的示教。

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75，2018年

恒流LED驱动器指定为“ 18-24V输出”表示恒流模式下的输出电压合规范围（将维持CC操作）为18-24V。将其与组合阈值电压远远超出该范围的LED串一起使用可能会导致其关闭（使设置无效），过热（损坏驱动器）或失去恒流特性（通过过电流损坏LED）。

— and子手
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