Могу ли я подключить мощные светодиоды параллельно без резистора?

Я вижу много людей, подключающих мощные светодиоды параллельно к одному источнику питания (постоянный ток). Некоторые из них обладают мощными знаниями в области электроники ( например ). Итак, есть ли что-то особенное в светодиодах высокой мощности, так что их можно подключать параллельно без резистора?

Это очень плохая идея. Если один светодиод выходит из строя (обрыв цепи), другие светодиоды потребляют больший ток.
Это может быть возможно, если вы получите тщательно отобранные светодиоды с таким же соотношением между током и напряжением. Это не проблема, если ток делится на два параллельных светодиода в соотношении 49 к 51 %, но это соотношение должно быть указано для разных температур. Но при соотношении от 30 до 70 % один светодиод может выйти из строя током выше максимально допустимого. Если один светодиод будет уничтожен, остальные вскоре последуют за ним.
@Tyler - позже параллельно (2x 3 светодиода)

Ответы (3)

Это зависит от того, каков будет результат вашего дизайна. Никакие электронные компоненты не созданы одинаковыми, все они имеют производственные допуски, которые делают их разными. Если яркость светодиодов совпадает, то ток должен быть согласован.

Пример 1 и пример 3: Ток через один резистор питает два светодиода, один светодиод имеет немного другую ВАХ , он потребляет больше тока и светит ярче. То же самое происходит и в примере 3, только там источник постоянного тока.

Пример 2: Яркость лучше согласована, потому что любой светодиод получает одинаковый ток. Однако токи не будут точно такими же, потому что все еще есть различия в светодиодах.

Пример 4: Это лучший способ, потому что ток должен быть одинаковым через оба светодиода, вы получите наилучшее согласование яркости.

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

А если токовая/яркостная характеристика светодиодов не согласована, то можно согласовать яркость между ними со схемой примера 2 путем подбора соответствующих резисторов, если это критично для применения.

Нет, в мощных светодиодах нет ничего особенного, что делало бы это безопасным. Нет никакой гарантии, что параллельные цепочки светодиодов с самого начала будут равномерно распределять ток. Температурный коэффициент для напряжения перехода, как правило, отрицательный (порядка от -3 мВ/К до -10 мВ/К), поэтому, если один светодиод начнет нагреваться от чрезмерного тока, он будет потреблять еще больше тока (воруя его у другая строка (цепочки)), что усугубляет проблему и приводит к тепловому разгону, по крайней мере, до тех пор, пока этот светодиод не достигнет предела пикового тока и не выйдет из строя. После этого (при использовании источника тока, а не источника напряжения) другие цепочки по определению будут работать при большем токе, чем их номинальный ток, и также быстро выйдут из строя.

Предупреждение: не путайте фразу "делает вас видео на YouTube" с "мощными знаниями".
Создатель видео может знать или не знать свое дело.

В его видео светодиоды 3 серии на постоянном токе работают правильно.

Когда он соединяет параллельно две цепочки с 3 светодиодами в каждой, он полагается на то, что они имеют очень похожее Vf (прямое напряжение) в каждой цепочке при Isupply/2, так что ток будет распределяться поровну. Во многих случаях это «достаточно близко» к тому, что происходит, чтобы он работал нормально, НО это также может привести к очень неравномерному распределению тока.

Светодиоды Vf данного типа и партии имеют тенденцию группироваться вокруг среднего напряжения, чаще всего в пределах 0,1–0,2 В от среднего. Вы можете получить существенные выбросы. Светодиоды низкого качества, как правило, имеют более высокий разброс Vf.
[У меня был один тип светодиода, изготовленный очень компетентным производителем, где выборка продукции в очень больших количествах показала Vf = 2,95 В +/- 0,05 В примерно для 95% продукции.]

Если 3 x Vf одной струны существенно отличаются от Vf другой струны, тогда струна с низким Vf будет потреблять больше тока - возможно, НАМНОГО больше.

Кроме того, если один светодиод когда-либо выйдет из строя с разомкнутой цепью (как это происходит) (как отметил 12Lapointep в комментарии), тогда весь ток будет взят на оставшуюся цепочку - и ток светодиода удвоится. Vf при удвоении тока увеличится, поэтому мощность увеличится более чем в два раза. Быстро ли умирают светодиоды в этом сценарии, зависит от различных факторов, но в лучшем случае их срок службы сократится, возможно, существенно.

Текущее управление каждой струной по отдельности «не слишком сложно» и может быть не слишком дорогим, и это того стоит.

Если вы проигнорируете состояние отказа светодиода при обрыве цепи, то можно улучшить баланс токов, добавив небольшой последовательный резистор в каждую цепочку. Одного падения вольта обычно вполне достаточно, и даже несколько десятых вольта могут сильно помочь.
Что происходит, так это то, что если одна цепочка имеет более низкий общий Vf, тогда она будет потреблять больше тока, а падение сопротивления резисторов V (= I x R) увеличится, ограничивая рост Vf на фактических светодиодах, в то время как цепочка с высоким Vf, которая имеет меньший ток, будет иметь более низкий Падение IR на его резисторе, поэтому светодиод Vf снижается из-за меньшего тока.
Общий эффект заключается в том, что по сравнению с компоновкой без резистора цепочка с низким Vf потребляет меньший ток, а цепочка с высоким Vf потребляет больший ток.
Полный баланс никогда не может быть достигнут таким образом, но в результате получается значительное улучшение по сравнению с безрезисторной компоновкой.

Общий КПД будет хуже с резисторами, но он может быть на приемлемом уровне.
например, если бы у вас было 3 светодиода x while, скажем, на 3,1 В, Vf номинальное = 9,3 В последовательно при 300 мА,
то добавление R = V/I = 1 В/0,3 А = 3,3 Ом в каждой цепочке гарантирует, что токи цепочки будут намного лучше сбалансированы. .
Даже резистор на 1 Ом поможет.
Мощность резистора = V^2/R = 1^2/3,3
~= 300 мВт для 3R
и 100 мВт для 1 Ом серии R.
Потери эффективности = Vr/(Vr + VLEDS) = 1/(1 + 9,3) ~= 10% потери для 1 Вольта 3R3
и 0,3/(0,3+9,3) ~= 3% для падения 0,3 В 1 Ом.
Этот диапазон потерь имеет смысл, когда рассматриваются возможные другие исходы.