Якщо ви працюєте з будь-якою світлодіодною{0}}схемою, можливо, ви бачили поради чи сповіщення про те, щоб завжди використовувати резистор для обмеження струму.
Від початківців DIY до тих, хто проектує та конструюєсвітлодіодне освітленнядрукованих плат, ми створили цей посібник, щоб допомогти кожному повністю зрозуміти, коли, чому та як вибрати відповідний резистор для обмеження струму.
Знання I-V кривої світлодіодів
Розробка схеми навколо пасивних напівпровідникових компонентів, як-от світлодіодів, потребує знання кривої I-V (струм – напруга), як і для будь-якого іншого такого компонента.
Звичайно, анLEDце в основному діод із не-лінійною I-V-кривою. Іншими словами, кореляція між вхідною напругою та вхідним струмом не є лінійною.
Наприклад, розглянемо прямий струм при 2,7 В-приблизно 20 мА. Підвищення напруги до 2,8 В на 0,1 В призводить до підвищення прямого струму приблизно на 30 мА до 50 мА. Прямий струм зростає на 35 мА до 85 мА, якщо ми потім підвищимо його до 2,9 В ще на 0,1 В.
Швидкість зростання прямого струму також зростає зі збільшенням напруги. Крихітні коливання прямої напруги можуть призвести до надзвичайно великих коливань прямого струму.
Отже, світлодіодні драйвери постійного струму є найкращим способом керування світлодіодами, оскільки вони працюють на одному струмі та змінюють свою вихідну напругу відповідно до нього, таким чином гарантуючи стабільність прямого струму. Струмообмежувальний резистор не потрібен при постійному вхідному струмі.
Що робити, якщо ви використовуєте джерела живлення постійної напруги?
З іншого боку, джерела живлення постійного струму часто дорожчі та менш адаптовані. Таким чином, майже всі світлодіодні стрічки та інші модулі працюють від постійної вхідної напруги.
З фіксованим рівнем вихідної напруги джерела живлення постійної напруги можуть генерувати будь-який рівень вихідного струму від 0 мА до номінального максимуму, який цілком може перевищувати номінальний максимум для світлодіодів і світлодіодної системи.
Однак, як ми зазначали раніше, джерела живлення постійної напруги потребують додаткових модифікацій для безпечного використання зі світлодіодними системами через нелінійний зв’язок між прямим струмом і прямою напругою з таких причин:
Пряма напруга світлодіода не завжди відповідає рівню напруги джерела живлення. Наприклад, залежно від тієї ж специфікації світлодіода, що й вище, якщо у вас джерело живлення постійної напруги 3,0 В, прямий струм також буде обмежено 135 мА.
Використовуючи те саме джерело живлення, що, якщо ми хочемо керуватиLEDпри 20 мА? Для світлодіода знадобиться лише 2,7 В, а не 3,0 В. Але, враховуючи, що більшість блоків живлення не мають вибору вихідної напруги зі змінною напругою, блок живлення сам по собі не може виробляти 2,7 В на світлодіоді.
Що нам робити?
Рішення полягає в тому, щоб включити резистор послідовно зі світлодіодом і дати йому «знизити» напругу на світлодіоді на 0,3 В.
Як можна визначити номінал резистора? Використовуючи закон Ома, який говорить про V=IR, ми замінюємо V на 0,3 В (падіння напруги), а I на 0,02 А (бажаний прямий струм). Вивчення R дає нам 15 Ом.
Подібні обчислення можна виконувати незалежно від напруги,-наприклад,Світлодіодні стрічки 12В і 24В.
Варіації прямої напруги світлодіодів неминучі в налаштуваннях масового виробництва та призводять до кількох бункерів напруги. В ідеалі світлодіоди з кожного бункера напруги мають різну пару номіналів резисторів, розраховану для гарантування однакового прямого споживання струму, незалежно від бункера напруги світлодіода. Інакше можуть виникнути більші відмінності в споживанні прямого струму-і, отже, в яскравості-.
Кожен із наведених вище рядків позначає окремий бак напруги. Необхідно використовувати різні вимоги до резисторів, щоб отримати різні прямі напруги, необхідні для досягнення однакових 60 мА для всіх світлодіодних бункерів.
Струмообмежувальні резистори захищають від підвищення напруги.
Як ми спостерігали, світлодіоди демонструють нелінійну кореляцію між прямим струмом і прямою напругою. Отже, невелике підвищення напруги може спричинити значне зростання прямого струму, що може спричинити перевантаження по струму та вихід пристрою з ладу.
На відміну від діодів, резистори мають лінійну залежність між прямою напругою та прямим струмом (як зазначено законом Ома).
Таким чином, незалежно від рівня напруги, підвищення прямої напруги спричинить однакове пропорційне зростання прямого струму. При включенні в схему світлодіода ця характеристика резисторів може допомогти компенсувати наслідки підвищення напруги.
Що викликає підвищення напруги?
Першим варіантом є не-стабільне джерело живлення з помітним шумом або пульсаціями. Якщо джерело живлення постійної напруги генерує нестабільний постійний струм, пряма напруга та періодичний стрибок -, а резистори для обмеження струму допоможуть контролювати відповідний стрибок прямого струму.
Друга, більш постійна і поширена, є особливістю самих світлодіодних пристроїв.
Якщо ми підтримуємо постійний прямий струм, пряма напруга світлодіода падає, коли він нагрівається. Специфікації світлодіодів часто показують це на наступній діаграмі зміни температури та прямої напруги:
Розробка схеми постійного струму виграє від цих знань, оскільки вона інформує нас про фактичний діапазон прямих напруг, які ми можемо спостерігати в системі. Але давайте повторимо ту саму ідею з точки зору постійної напруги:
Якщо ми підтримуємо постійну пряму напругу, прямий струм світлодіода зростає, коли він нагрівається.
Перш за все, загальна розсіювана потужність світлодіода визначає його теплопродукцію. Таким чином, реальність того, що прямий струм зростає з підвищенням його температури, може бути катастрофічною, оскільки більший прямий струм підвищить температуру світлодіода ще більше, отже підвищуючи його прямий струм ще більше в петлі позитивного зворотного зв’язку. У найкращому випадку це називається тепловим розбігом світлодіодної системи, який призведе до катастрофічних збоїв і, можливо, пожежі та диму.
За допомогою своєї лінійної вольтамперної кривої резистор, що обмежує струм, допомагає компенсувати вплив зростання напруги. Крім того, по відношенню до температури резистори діють протилежно температурісвітлодіоди; у міру підвищення температури опір також зростає.
Деякі люди називають резистори, що використовуються таким чином, баластними резисторами через цю просту, але корисну характеристику.
Заключні думки
Оскільки світлодіодні пристрої за своєю природою -регулюються струмом, вони погано реагують на зміни напруги.
Будівлясвітлодіодна системавикористання джерел живлення постійної напруги означає, що ви повинні бути готові використовувати резистори для обмеження струму, щоб гарантувати безпечну та стабільну роботу світлодіодних пристроїв.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd була заснована в 2010 році. Це національне високо{2}}технологічне підприємство, яке об’єднує проектування, дослідження та розробки, виробництво та продаж освітлювальних приладів для внутрішнього та зовнішнього освітлення, а також може робити OEM, ODM. Щоб отримати докладнішу інформацію про наші пропозиції, зв’яжіться з нами за адресоюbwzm18@ledbenweilighting.com
