我正在设计的 LED 电路有问题。
我从台式电源提供 24 伏电压，并有 7 个蓝色 LED（数据表）和一个 82 欧姆串联电阻。
我计算出，在正向电压为 3.2V 和正向电流为 20mA 的情况下，我需要一个 82 欧姆的电阻，而我的电路应该消耗 20mA。根据我的供应，我正在绘制 30 ma 左右。
我尝试使用数字万用表并得到相同的结果。
我错过了什么？是否有可能我的两个仪表都错了，或者这是可以预料的，这很好？
最终，这将成为遥控车的闪烁灯条。
我在下面的示意图中包含了晶体管，但即使我只隔离电路的 LED 和电阻器部分，我也会遇到同样的问题。
这几乎肯定在这些 LED 的预期行为容差范围内。
快速查看这一点的方法是进行粗略的敏感性分析。
如果每个 LED 正向电压降正好为 3.2 V（数据表“典型”值），电流是多少？
$$\frac {24 \ \text{V} - 7 \cdot 3.2 \ \text{V}} {82 \ \Omega} = 19.5 \ \text{mA}$$
如果每个 LED 正向压降仅为 3.1 V（从制造公差的角度来看，0.1 V 的差异微不足道，因为它们只承诺 3.2 V 典型值和 4.0 V 最大值）会发生什么？
$$\frac {24 \ \text{V} - 7 \cdot 3.1 \ \text{V}} {82 \ \Omega} = 28.0 \ \text{mA}$$
因此，对于您的电路设计，如果 LED 正向压降仅下降 0.1 V，我们将获得 +44% 的更多电流。
（这个分析忽略了一个事实，即更高的电流会导致比在指定的 20mA 下稍高的电压降。但是，它仍然表明总电流对 LED 电压降非常敏感。）
你的计算可能是这样的。7 个 3.2 V 的 LED 分别下降 22.4 V，在 82 Ω 电阻上留下 1.6 V 的电流约为 20 mA。
不幸的是，LED 正向电压只是近似值，这就是数据表中“典型”的一些含义。下降也随温度而变化。如果每个 LED 为 3.1 V，则正向压降将为 21.7 V，电阻两端留有 2.3 V，电流接近 30 mA。
这就是为什么 LED 通常由恒流驱动器而不是恒压驱动器驱动的原因。如果您要尝试使用电阻器模拟恒流源，则需要电阻器上更大的相对电压降来消除 LED 电压的变化，这当然意味着效率低下的解决方案。
适用于 LED 的备用恒流源：
选择 R1 以便在所需的 LED 电流下实现约 0.7V 的 Q1 Vbe。
R2 为 Q2（传输晶体管）提供基极电流。
当 LED 电流处于所需水平时，Q1 从 Q2 转移基极电流，从而限制 Q2 的集电极电流。
Q2 的功耗可能值得关注。20mA 时的 200mW 限制将允许 LED 上下降高达 10V 的电压——在这种情况下肯定绰绰有余。
tl; dr：低边2晶体管限流器跳到最后。
有什么问题？
LED 正向电压 ( Vf ) 因 LED 和总正向电流而异。此 Vf 可能与数据表中规定的 Vf 显着不同。
LED 总电流计算如下：
几个 Vf 点的快速数学计算（所有 Vcc = 24V）：
要点：平均 Vf 的微小变化乘以灯串中的 LED 总数，会导致电阻器上的 IR 压降（以及电流）产生很大差异：仅 0.2V 的差异接近 2:1平均 Vf。这是因为您试图使电阻 IR 下降尽可能小，虽然值得称赞，但会使电流变化很大。
您可以一次性调整降压电阻以获得所需的电流并继续生活。然而，碰巧的是，您手头有大部分解决方案来制作恒流驱动器来补偿这种变化。
让黑客开始...
发射极跟随恒流驱动器
这是一个可行的、最少组件的恒流驱动器，它使用 NPN 低侧开关作为粗略的电流限制器（在此处模拟）：
您可以通过更改分压器设定点或发射极电阻来更改电流。如果你的逻辑是 5V，也要相应地调整。
为了获得更高的电流精度，还有一些其他方法可以产生恒定电流。
带运算放大器的缓冲电流检测驱动器
这增加了一个运算放大器，用于检测低端电流并调整 NPN 驱动。（在这里模拟）：
设计说明：这使用连接晶体管作为 Vbe 参考，使其对逻辑电压几乎不敏感。您还可以使用分压器并保存 1 个晶体管。
在此处显示的所有建议中，它是最准确的。
2晶体管限流器
@Spehro 的示例使用两个 PNP 晶体管。从这个开始，我稍微调整了这些值以减少参考偏置电流并增加逻辑控制。然后我使用两个 NPN 和低端控制制作了一个版本。
这是两个版本：使用带有开关控制的高侧（如 Spehro），以及使用低侧电流吸收器的版本。在这里模拟它们
让我们比较一下。
高端：
低端：
在所有这些中，低端限流器解决方案在准确度、β 不敏感度和成本方面具有最佳性价比。
