Вчера я пытался выяснить, сколько Ом резистора мне следует использовать для моего светодиода, и нашел этот пост прямо здесь, на форуме.
Формула гласит, что нужно вычесть падение напряжения на светодиоде из Vcc, а затем разделить его на целевой ток (А), в примере это было (5-3,4)/0,005 = 320 Ом резистор должен быть использован.
У меня такой вопрос: почему сопротивление рассчитывается не с целыми 5 В, а только с их частью? Предположим, что сопротивление всей цепи будет на самом низком уровне 320 Ом, если светодиод равен 0 Ом, и если бы я использовал закон Ома для этой цепи: 5/320 = 0,015625 (А), что далеко от целевого тока, на который я надеялся. для.
Для меня это как загадка, и я надеюсь, что кто-то действительно сможет мне ее объяснить.
РЕДАКТИРОВАТЬ: Другой способ выразить это: если представить, что полезная нагрузка черного ящика потребляет 5 В, чтобы подавать 5 мА через цепь, черный ящик должен быть 5 / 0,005 = 1000 Ом. И я знаю, что черный ящик состоит из 2-х компонентов: светодиода и резистора, и сумма их сопротивлений должна быть 1000 Ом. Пусть R светодиода равно x, а R резистора равно y, они имеют отношение x + y = 1000. Это означает, что какой бы резистор я ни вставил, R светодиода автоматически изменится на подходящее значение, поэтому их сумма равна 1000, т.е. что возможно?
Разве не нужно знать сопротивление светодиода, или сопротивление светодиода действительно динамическое?
Все светодиоды можно смоделировать как стабилитроны с прямым напряжением Vf, зависящим от цвета/подложки, и последовательным резистивным сопротивлением Rs, где они объединяют оба, чтобы дать Vf при номинальном токе. Rs имеет тенденцию быть небольшим, поэтому вы можете пренебречь им для аппроксимации добавления токоограничивающих последовательных резисторов. (см. ниже)
Поэтому ток является нелинейным и пропорционален разности напряжений между источником питания и падением Vf при требуемом токе.
Батареи с низким изменением напряжения идеально подходят, такие как литиевые первичные элементы. Большинство белых фонарей, использующих 3 В на светодиод, используют их без последовательных резисторов, поскольку литиевая ячейка также рассчитана на 3 В. Однако для этого можно указать отсортированную корзину светодиодов.
Мое практическое правило состоит в том, чтобы связать массивы светодиодов таким образом, чтобы разница напряжений составляла ~ 1 В для токоограничительного резистора для фиксированного регулятора. Если диапазон питания имеет широкий диапазон, например, 10 ~ 15 В, тогда лучше всего использовать схему постоянного тока.
Дополнительная информация
Для большей точности в более широком диапазоне токов можно определить значение Rs по спецификациям для заданной температуры. Прямое напряжение Vf также является функцией температуры, которая незначительно влияет на результаты. Rs светодиодов намного ниже, чем динамические Rs стабилитронов с кремниевыми переходами.
Потому что не все напряжение 5 В падает на резистор. Некоторое количество падает на светодиод ... если в примере они использовали 3,4 В, это должен был быть синий или белый светодиод ... на резисторе осталось только 1,6 В.
Поместите туда красный светодиод (который падает на 1,7 В), и на резисторе останется 3,3 В. Итак, какой резистор вам нужен, чтобы получить 5 мА сейчас?
Текущий закон Киркгофа говорит нам, что ток через последовательно включенные устройства одинаков во всех устройствах. Какой бы ток ни протекал через резистор, это тот же ток, что и через диод. Следовательно, нам просто нужно определить ток через резистор, который также говорит нам, какой ток проходит через диод.
Поскольку напряжение на резисторе фактически равно напряжению питания за вычетом падения напряжения на диоде, и мы применяем закон Ома к резистору, мы должны использовать это напряжение.
Мы не можем использовать полное напряжение питания, присутствующее как на резисторе, так и на диоде, для расчета тока только на резисторе.
На самом деле, может быть, мы можем. Существуют ситуации, в которых вы можете получить полезную аппроксимацию, предположив, что падение напряжения на диодном переходе равно нулю. Предположим, что напряжение питания довольно высокое, например 30 В. Если вы сделаете вид, что на диоде не падает напряжение, когда он проводит ток, т. е. он падает на 0 В вместо 1,2 В или чего-то еще, ошибка в расчете составит 4%. Теперь учтите, что некоторые компоненты имеют допуски до 5%. В некоторых схемах достаточно использовать модель диода в качестве простого одностороннего клапана. Это первое приближение. Например, когда мы строим мостовой двухполупериодный выпрямитель в источнике питания, мы не всегда уделяем большое внимание падению напряжения на диодах. Второе приближение диода состоит в том, чтобы смоделировать его как односторонний клапан с напряжением смещения (например, 0,7 для кремниевого диода). Это охватывает большинство оставшихся сценариев, которые происходят. Затем следующая модель является более точной, которая моделирует кривую напряжения-тока диода, токи утечки и еще много чего.
Но есть разница между ошибкой и оправданным выбором модели.
pjc50