Quan i per què els LED requereixen resistències limitadores de corrent?

Si esteu treballant en qualsevol circuit relacionat amb els LED-, és possible que hàgiu vist consells o alertes per utilitzar sempre una resistència limitadora de corrent.
Des del bricolatge principiant fins als que dissenyen i construeixenIl·luminació LEDcircuits, hem creat aquesta guia per ajudar tothom a comprendre quan, per què i com triar la resistència de limitació de corrent adequada.

Dissenyar un circuit al voltant de components de semiconductors passius com els LED requereix el coneixement de la corba I-V (corrent vs voltatge), com amb qualsevol altre component d'aquest tipus.
Per descomptat, anLEDés bàsicament un díode amb una corba no-lineal I-V. Dit d'una altra manera, la correlació entre la tensió d'entrada i el corrent d'entrada no segueix un camí lineal.
Per exemple, considereu el corrent directe a 2,7 V-aproximadament 20 mA. L'augment de la tensió a 2,8 V per 0,1 V fa que el corrent directe augmenti d'uns 30 mA a 50 mA. El corrent directe augmenta de 35 mA a 85 mA si després l'augmentem a 2,9 V en 0,1 V més.
La velocitat d'augment del corrent directe també augmenta a mesura que augmenta la tensió. Petites variacions en la tensió directa poden provocar variacions de corrent directe extremadament grans.
Per tant, els controladors LED de corrent constant són la millor manera de conduir els LED, ja que funcionen amb un corrent i canvien la seva tensió de sortida perquè coincideixi amb ell, garantint així l'estabilitat del corrent directe. No es requereix una resistència limitadora de corrent amb entrada de corrent constant.
Si utilitzeu fonts d'alimentació de tensió constant, què heu de fer?
D'altra banda, les fonts d'alimentació de corrent constant solen ser més costoses i menys adaptables. Gairebé tots els productes de tires LED i altres mòduls funcionen amb una entrada de tensió constant.
Fixades en el seu nivell de tensió de sortida, les fonts d'alimentació de tensió constant poden generar qualsevol grau de corrent de sortida entre 0 mA i el seu màxim nominal, que pot estar molt per sobre del màxim nominal per als LED i el sistema LED.
Tanmateix, com hem assenyalat abans, les entrades de potència de tensió constant requereixen més modificacions per utilitzar-les de manera segura amb els sistemes LED a causa de la connexió no lineal entre el corrent directe i la tensió directa, per les raons següents:
La tensió directa del LED no sempre es correspon amb la del nivell de tensió d'alimentació. Per exemple, depenent de les mateixes especificacions del LED anterior, si teniu una font d'alimentació de tensió constant de 3,0 V, el corrent directe també es limitarà a 135 mA.
Utilitzant la mateixa font d'alimentació, què passa si volem fer funcionar elLEDa 20 mA? El LED només necessitarà 2,7 V, no 3,0 V. Però, atès que la majoria de les unitats d'alimentació no tenen una opció de sortida de tensió variable, la unitat d'alimentació per si sola no pot produir 2,7 V al LED.

La solució és posar una resistència en sèrie amb el LED i deixar que "baixa" la tensió del LED en 0,3 V.
Com podem determinar el valor de la resistència? Utilitzant la llei d'Ohm, que diu V=IR, substituïm V per 0,3 V (la caiguda de tensió) i I per 0,02 A (corrent directe desitjat). La resolució de R ens dóna 15 ohms.
Es poden fer càlculs similars independentment de les tensions implicades-per exemple,Cintes LED de 12V i 24V.
Les variacions en la tensió directa del LED són inevitables en els entorns de producció en massa i donen lloc a diversos contenidors de tensió. L'ideal és que els LED de cada contenidor de tensió tinguin un aparellament de valors de resistència diferent calculat per garantir el mateix consum de corrent directe, independentment del contenidor de voltatge del LED. En cas contrari, es podrien produir diferències més grans en el consum de corrent directe-i, per tant, en la brillantor-.
Cadascuna de les línies anteriors denota una safata de voltatge diferent. S'han d'utilitzar diferents requisits de resistència per obtenir diverses tensions directes necessàries per assolir els mateixos 60 mA per a tots els contenidors LED.

Com hem observat, els LED presenten una correlació no lineal entre el corrent directe i el voltatge directe. En conseqüència, un petit augment de la tensió podria provocar un gran augment del corrent directe, que podria provocar sobreintensitat i fallada del dispositiu.
A diferència dels díodes, les resistències tenen una relació lineal entre la tensió directa i el corrent directe (tal com indica la llei d'Ohm).
Per tant, independentment del nivell de tensió, un augment de la tensió directa provocarà el mateix augment proporcional del corrent directe. Quan s'inclou en un circuit LED, aquesta característica de les resistències pot ajudar a compensar les conseqüències d'una tensió creixent.

La primera opció és una font d'energia no-estable amb sorolls o ondulacions notables. Si la font d'alimentació de tensió constant genera un corrent de corrent continu no estable, la tensió directa i el pic intermitent - i les resistències limitadores de corrent ajudaran a controlar un pic de corrent directe relacionat.
La segona, més consistent i estesa, és una característica dels propis dispositius LED.
Si mantenim constant el corrent directe, la tensió directa d'un LED cau a mesura que s'escalfa. Els fulls de dades LED sovint ho mostren a la següent taula de canvis de temperatura i voltatge directe:
Dissenyar un circuit de corrent constant es beneficia d'aquest coneixement, ja que ens informa del rang real de tensions directes que podríem observar en un sistema. Però repetim la mateixa idea des d'un punt de vista de tensió constant:
Si mantenim constant la tensió directa, el corrent directe d'un LED augmenta a mesura que s'escalfa.
En primer lloc, la dissipació total de potència d'un LED determina la seva producció de calor. Per tant, la realitat que el corrent directe creix a mesura que augmenta la seva temperatura és possiblement desastrosa, ja que el major corrent directe augmentarà encara més la temperatura d'un LED, per tant augmentarà encara més el seu corrent directe en un bucle de retroalimentació positiva. En el millor dels casos, això s'anomena fuga tèrmica d'un sistema LED, que provocarà fallades desastroses i potser foc i fum.
Mitjançant la seva corba lineal IV, una resistència limitadora de corrent ajuda a compensar l'impacte de les tensions creixents. A més, en relació a la seva temperatura, les resistències actuen al contrari de la deLEDs; a mesura que augmenta la temperatura, la resistència també augmenta.
Algunes persones han anomenat les resistències utilitzades d'aquesta manera una resistència de llast a causa d'aquesta característica senzilla però útil.

Com que estan controlats-inherentment la corrent, els dispositius LED no reaccionen bé als canvis de tensió.
Construcció anSistema LEDL'ús de fonts d'alimentació de tensió constant significa que heu d'estar preparats per utilitzar resistències limitadores de corrent per garantir un funcionament segur i estable dels dispositius LED.

Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd es va establir l'any 2010. És una empresa nacional d'alta tecnologia-que integra disseny, R+D, producció i venda de productes d'il·luminació interior i exterior i també pot fer OEM, ODM. Per obtenir més informació sobre les nostres ofertes, poseu-vos en contacte amb nosaltres abwzm18@ledbenweilighting.com