是否可以在3.3 V电源上将蓝绿色LED用作MCU状态指示器?


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现代电子行业已经开发了非常高效的LED,这些LED具有基于InGaN技术或类似技术的漂亮和奇特的颜色(“真绿色”,“青色”和“蓝色”)。这些LED中的一些被指定为具有3.2到4.2 V的正向电压。以下是此类LED的示例:Kingbright WP7104PR51C / A或表面贴装APT3216VBC

但是通常的MCU由3.3 V电源供电,GPIO输出通常为3.1-3.2 V,这似乎不足以驱动这些LED。如何将这些LED用作某些信号状态或电源导轨状态的指示器?我这里需要串联电阻R1​​吗?

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如果是,如何选择其值?

免责声明:这个“问题-答案”是对原始问题的阐述:“在此LED电路中增加1欧姆电阻是否有意义?” ,以解决LED作为逻辑状态指示器的特定用例。

Answers:


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您可以毫无保留地使用这些LED。现代LED是非常高效的发光体。需要注意的是,LED规格定义了一定电流(通常为20 mA)下的正向电压。同时,还规定了在20 mA测试条件下的发光强度。而且光强度非常大,WP7104PR51 LED约为1000 cd,APT3216VBC LED约为150 cd。

然而,老式LED过去仅能输出2-3 mcd,并且作为状态指示器对于人眼来说是完全可见的。直射LED时,照亮1000 mcd的光会照亮整个房间,并且使眼睛看不清。因此,无需将这些LED馈入其最大功能,并且有必要将它们的输出功率降低到一个舒适的水平。以下是APT3216VBC(20 mA时为150 mcd)的注意事项。

优点是:(a)LED的正向电压不是恒定的,IV图是强烈非线性的,大约从2.4 V开始:

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(b)随着电流减小,光强度呈线性下降:

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因此,要使APT3216VBC LED发出舒适的光,应将驱动电流至少降低10-20倍至1-2mA,以获取约15或7.5mcd的光。因此,IV图(a)上的工作点应移至点(2),其对应于约2.6 V的LED正向电压。因此,GPIO的电阻应在1-时下降约0.7 V(3.3-2.6)。 2 mA,或大约350-700欧姆。此设置将使光输出为8-15 mcd。肉眼可能仍然太亮。为了将光降低到更正常的1.5 mcd,或其他十倍,电阻器R1可以高达3-4 kohm。您应该对LED样品进行一些试验,以选择适合该应用的电阻。

当驱动电流约为1 mA时,除非将LED用于某些颜色校准,否则所有关于温度变化和GPIO内部阻抗的担忧都可以安全地忽略。

简而言之,所选LED的标准发光输出必须在确定R1值中起主要作用。

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