Батарея 9В к светодиодам 3В параллельно - перегорание

У меня проблема с простой (n00b) светодиодной схемой - в итоге пара светодиодов сгорела из-за какой-то ошибки, которую я делаю, но не могу понять, в чем ошибка.

У меня есть батарея на 9 В, я пытаюсь подключить два синих светодиода (3,4–3,8 В, 20 мА) параллельно. Необходимый резистор я рассчитал как R = (9 - 3,4) / 0,04 = 140 Ом. На всякий случай я использовал один резистор на 180 Ом (коричневый/серый/коричневый/золотой) последовательно (батарея + к резистору; резистор - к + полюсу/аноду обоих светодиодов; - полюс/катод обоих светодиодов сзади). к батарее) на макетной плате. При первом кратковременном подключении батареи 9 В цепь загорается; при 2-м подключении он остановился, и я почувствовал отчетливый запах выгоревшего светодиода - после чего оба светодиода больше не загорались, даже при индивидуальном подключении к источнику 3 В (2x AA).

Буду признателен за любой совет: что я делаю неправильно. Спасибо!


Спасибо за помощь - так что в схеме, которую я рассматриваю, с батареей 9 В, питающей три светодиода (подробности в моем комментарии выше), будет ли следующий путь?

Предлагаемая схема для батареи 9 В с 3 светодиодами

Вы случайно их не так подключили? Возможно, их убило обратное напряжение.
Один резистор на 2 светодиода? Может быть, это каскадный сбой? Вам нужен один резистор на светодиод при параллельном подключении.
Я подтвердил, что светодиоды были подключены правильно (после проверки каждого светодиода по отдельности с источником питания 3 В, чтобы увидеть, как он будет светиться).
извините, что такое каскадный сбой? Итак, я бы хотел заменить один резистор одним в параллельной цепи каждого светодиода, чтобы каждый светодиод имел резистор, соединенный последовательно? Буду ли я по-прежнему использовать резистор ~ 140 Ом для каждого светодиода?
Между прочим, если я правильно помню - при второй попытке подключения один светодиод погас почти сразу, а затем сразу другой. Я предполагаю, что это каскадный сбой, когда первый светодиод перегорел, второй внезапно испытал увеличение V, что привело к его перегоранию?
В предложенной вами схеме ток D3 вдвое больше, чем у других, поэтому он будет вдвое ярче. Вам было бы лучше с двумя диодами последовательно и резистором параллельно с одним диодом и резистором большего размера, чтобы каждый получал одинаковый ток.

Ответы (1)

То, от чего вы пострадали, я называю (я не знаю, настоящее ли это название) каскадным сбоем . Судя по вашему описанию, ваша схема выглядит так:

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

Вы выбрали размер резистора, предполагая в общей сложности 40 мА через пару светодиодов 20 мА. Вы также приняли прямое напряжение ровно 3,4 В.

Если бы оба ваших светодиода имели абсолютно точное прямое напряжение 3,4 В, у вас был бы шанс, что это сработает, поскольку ток будет распределяться между ними поровну. Однако, скорее всего, это будет не так. Представьте, что произошло бы в этой схеме, если бы у одного светодиода разница в прямом падении напряжения составляла всего 0,1 В? Какой ток будет протекать через каждый из них?

Ну, большая часть ваших 40 мА пройдет через тот, у которого меньше прямое напряжение. Это будет намного больше, чем предел в 20 мА, на который он рассчитан, а другой не получит почти ничего. Да, они могут загореться оба, но один будет намного ярче, по крайней мере, на мгновение, прежде чем он перегорит.

Теперь светодиоды нормально изначально перегорают в глухую короткую. Но это короткое замыкание вскоре перегревается и перегорает, поэтому цепь становится разомкнутой. Так что это похоже на то, что там вообще нет этого светодиода. Итак, теперь все ваши 40 мА прокачиваются через второй светодиод. Это слишком много для него, поэтому он тоже взрывается.

Каскад: один удар вызывает следующий удар. Если бы у вас было много таких светодиодов, включенных параллельно, и вы могли бы замедлить время (возможно, с помощью очень высокоскоростной камеры), вы бы увидели отчетливую последовательность их перегорания один за другим в порядке их прямого напряжения (по крайней мере, для первого несколько - поскольку течения стали слишком сильными, они просто все ушли сразу).

Ну так что ты делаешь? Просто - вы рассматриваете каждый отдельный светодиод как отдельный объект - рассчитываете резистор для каждого отдельно. Для этого было бы просто двойное сопротивление, но в два раза больше:

схематический

смоделируйте эту схему

Итак, теперь каждая ветвь схемы получает свою долю тока, и каждая ветвь сама решает, какой ток ей нужен - в данном случае ~ 20 мА каждая. Если один светодиод перегорает, другая ветвь по-прежнему, как отдельная цепь, получает только необходимые 20 мА.

Чтобы лучше проиллюстрировать, что происходит, я нарисовал красивый график тока светодиода (обратите внимание: это не реальный график светодиодного диода, просто некоторые цифры, которые я составил для иллюстративных целей. Реальный график светодиода будет иметь гораздо более четкие кривые, но он служит для демонстрации моей точки зрения):

введите описание изображения здесь

Когда у вас есть один резистор, ограничивающий 40 мА, вы ограничиваете желтую линию (I (tot)). В момент, когда 40 мА, ~ 3,3 В, токи двух светодиодов I1 и I2 очень несбалансированы - вы можете видеть, что один получает ~ 18 мА, а другой ~ 24 мА. Затем перегорает тот, у которого 24 мА. Теперь нет синих и красных линий, только желтая. I1 становится 0, а I2 становится I(tot).

ах, это коррелирует с тем, что я видел - один светодиод «сгорел», за ним быстро другой, после того, как я подключил батарею во второй раз! Кроме того, я могу подтвердить, что два рассматриваемых светодиода, хотя и имели схожие характеристики, НЕ были идентичными, поэтому ваше объяснение имеет смысл. Спасибо!
Кстати, моя конечная цель состоит в том, чтобы 9-вольтовая батарея питала три светодиода: два микроактивных IL604 (медленно вращающийся светодиод RGB 5 мм; прямое напряжение 3,0-3,6 вольта) должны быть подключены параллельно, третий будет синим светодиодом (3,4 -3,8в, 20мА) последовательно с параллельной схемой IL604s. Итак, если мои расчеты верны, резистор для каждого из IL604 (параллельно друг с другом) должен быть ~ 50-80 Ом, а резистор для 3-го светодиода (последовательно) должен быть 100 Ом?
каждая «параллельная» цепочка светодиодов (даже если цепочка всего одна) должна иметь токоограничивающий резистор. @netarc
Относитесь к каждому светодиоду как к отдельной цепи. Рассчитайте резистор для этого светодиода как ток, необходимый светодиоду с его собственным прямым напряжением, поэтому 3,6 В Vf и 20 мА будут (9-3,6) / 0,02 = 270 Ом. 3,8 В и 20 мА будут 260 мА. Конечно, будет небольшая визуальная разница между 260 Ом/270 Ом и, скажем, 330 Ом, что дает вам дополнительную защиту и является общепринятым значением.
Эй, Маженко, попутный вопрос, что делать, если у вас есть питание 3 В, но прямое напряжение светодиода составляет 2,8 В? Трюк с резистором все еще работает?
Вам по-прежнему требуется резистор независимо от напряжения. Вы можете запустить светодиод напрямую от маленькой батарейки-таблетки, но только потому, что батарейка-таблетка обычно не способна обеспечить ток, достаточный для перегорания светодиода.
Итак, неправильно складывать токи для расчета R? Моя ошибка - я понял, что для расчета R вы используете I = «суммарный ток через все светодиоды» в цепи. Если это неверно, то значение R для каждого светодиода (два светодиода идентичны, третий имеет аналогичные характеристики) становится R = (9-3,5) / 0,015 ~ 360 Ом, согласно вашей исходной иллюстрации? Думаю, понял... Попробую смоделировать, спасибо. (в ответ на: "Я хочу, чтобы вы полностью проигнорировали тот факт, что у вас несколько светодиодов. Разработайте схему и резистор для ОДНОГО светодиода. Затем сделайте то же самое для следующего светодиода...")