Эмпирическое правило для светодиодного балластного резистора

Как всем известно, использование светодиода без какого-либо контроля тока — плохая идея. Одним из самых основных типов является простой балластный резистор в сочетании с законом Ома. Основываясь на Vin, Vf и желаемом токе, мы можем определить необходимый резистор.

Но в общих чертах, каков наилучший сценарий выбора резистора? Учитывая светодиод с током 20 мА при прямом напряжении 3,3 В и очень близким (переменным) напряжением источника, какой запас мощности требуется резистору для оптимального управления?

Если мы предоставляем слишком большой запас (Vin 12 В) для одного светодиода 3,3 В, мы просто тратим энергию впустую и требуем резистора большей мощности. Если мы обеспечиваем небольшой запас (Vin 3,4 В), мы даем светодиоду только 0,1 В, этого достаточно? Изменения в Vf и If из-за температуры выглядят так, как будто это вызовет зацикливание причинно-следственной ситуации.

Итак, вопрос в том, для оптимального управления, какой запас по напряжению должен быть у резистора?

@NickAlexeev Это связано, но только в том смысле, что речь идет о светодиодах и резисторах. Этот вопрос касается другого аспекта выбора, который необходимо сделать.
@nick да, я знаю об этом и сотне других вопросов о светодиодах / резисторах, но ни один из них не касается минимального / максимального напряжения, которое балластные резисторы должны быть эффективными. Например, насколько точно должны быть настроены мои Vs/Vled при использовании источника постоянного напряжения и резистора для светодиода вместо других источников постоянного тока.
Если вы хотите сделать этот «открытый цикл» без аспектов «пробовать и пробовать» или выбирать при тестировании, тогда установите результаты для наихудшего случая и решите, приемлемы ли они. например, светодиод может быть рассчитан на 3,1–3,6 В при 20 мА. Резистор может быть +/-0,1%. Питание может быть +/- 5%. Вы можете захотеть, чтобы ток был 20 мА +- 1 мА макс. Из этих кривых и кривых из таблицы данных (чтобы получить трены между указанными точками) вы можете установить минимальное R и минимальное V питания, которые могут дать приемлемый результат.
Вам нужно определить ОПТИМАЛЬНОЕ, и я подозреваю, что это будет иметь непосредственное отношение к тому, насколько ярким должен быть ваш светодиод. Абсурдным примером, конечно, является то, что если вам не нужно, чтобы светодиод загорался, разомкнутая цепь является лучшим решением для минимизации мощности на резисторе (и светодиоде в этом отношении). Если вам абсолютно необходимо длительное время автономной работы, ваш светодиод может быть очень тусклым
@scott Я думал, что сделал, но регулируемый, переменный запас. Светодиод 20 мА при 3,3 В, температура окружающей среды/комнатная температура на открытом воздухе. Не знаю, насколько более конкретно я мог бы получить.

Ответы (3)

Это то, что зависит от светодиода и источника питания, а также от условий эксплуатации. Если вам нужно универсальное эмпирическое правило, примите как минимум 0,5 В или идите, если вам нужна абсолютная надежность для 1 В.

Конечно, если вам нужна абсолютная уверенность в том, что вы не тратите слишком много энергии и при этом не повреждаете светодиод, вы можете:

  1. Соберите все таблицы данных вместе, проверьте кривые мощности светодиода при всех возможных температурах, затем сравните их с любой стабилизацией напряжения, которую вы собираетесь применить, выберите наихудший сценарий и смоделируйте для него свой резистор, принимая, что в лучшем случае ток может заметно упасть.

  2. Спроектируйте драйвер переключения токового режима. В ассортименте Linear Technology и сопутствующих компаний есть миллион и одна микросхема драйвера светодиодов (вероятно, у TI и AD они тоже есть), которые управляют светодиодом посредством переключения катушки, контролируя ток светодиода с помощью небольшого чувствительного резистора. , часто только «тратят» 100 мВ или даже меньше.

Сколько потребуется ? Очень мало. Типичная кривая Vf/If для светодиода довольно острая вокруг точки Vf, поэтому требуется лишь небольшой запас по мощности, если он вообще нужен.

Да, чем выше входное напряжение, тем больше мощности будет теряться через резистор - это правда жизни. Однако при типичных малых токах светодиодов эта мощность все равно минимальна.

Да, температура может вызвать проблемы, а самонагревание резистора со светодиодами с более высоким током является проблемой. По этой причине гораздо предпочтительнее использовать источник постоянного тока или приемник с более мощными светодиодами вместо простого резистора.

Светодиоды с кривыми, подобными той, что показана на рис. 5 на стр. 5 технического описания vlmo1300 , не так уж редки в красном/оранжевом/желтом диапазоне, как можно подумать. Возьмите этот светодиод при очень маленьком напряжении (я имею в виду 0,1 В) на резисторе с источником питания 2,1 В, что составляет около 20 мА, если этот источник питания имеет точность 5%, он может перейти к 2,2 В, что приведет к превышению 0,18 В. резистор, резко увеличивающий ток. Как правило, охватывайте все меры, очень низкий уровень не обеспечит безопасность всех светодиодов.

Я не специалист по светодиодам. Но я бы предположил, что прямое напряжение светодиодов падает на ~ 2 мВ на градус К (приблизительно к комнатной температуре). (Я нашел несколько графиков в сети, которые подтверждают это. Вот один из них). Но светодиоды разных цветов, несомненно, будут немного отличаться .

Поэтому, если вы хотите работать при температуре, скажем, выше 100 °C, разумным будет запас по высоте не менее ~200 мВ. (Я бы взял как минимум в два раза больше...)

Эмпирическое правило для светодиодного балластного резистора
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v