LED 的限流电阻如何影响电流和电压降?

电器工程 引领 电压 电阻器 当前的
2022-01-10 03:02:14

我在理解简单 LED 电路中的限流电阻时遇到了一些麻烦。我知道我可以像这样确定最佳电阻:

\$\displaystyle R=\frac{V_{s}-V_{f}}{I_{f}}\$

但是我很难理解这个值如何将电压和电流修改为 LED 的正确值。例如,如果我对超亮蓝色 LED 的计算(\$V_{f}\$ 为 3.0-3.4 V,\$I_{f}\$ 为 80 mA,电压源为 5 V)给我25 欧姆(使用正向电压的下限),这很好。因此,整个电流应为 80 mA,电阻器和 LED 的电压降应分别为 2 伏和 3 伏。

但是,如果我改用 100 欧姆电阻呢?或任何其他值——我将如何计算电压降和电流?我会假设其中一个保持不变吗?

2个回答

LED 正向压降将(大致)保持不变,但电流会发生变化,因此计算变为(相同的方程求解 I):

$$I_{LED} = {(V_s - V_f)\over{R}}$$

因此,对于 3V \${V_f}\$ 和 5V 电源,\$100\Omega\$ 电阻器将提供 \${(5V - 3V)\over{100 \Omega }} = 20 mA\$。

因此,如果您知道所需的电流,只需将值插入,例如 10mA:

$$R = {(5V - 3V)\over{0.01 A}} = {200 \Omega}$$

基本上,可以依赖电源和 LED 正向电压是相当静态的这一事实,这意味着无论您放入什么阻值电阻器,其两端都会有一个静态电压(例如,在这种情况下约为 2V),所以它就离开了你找出那个电压并根据你想要的电流选择一个电阻值。

下面是二极管的 VI 曲线(来自 wiki LED 页面),请注意电流急剧上升(指数),但当达到“导通”电压时,电压大致保持不变。

二极管曲线

为了更准确地控制电流,您将使用恒定电流,这是大多数 LED 驱动器 IC 提供的。

为了帮助您了解发生了什么,试试这个。

假设 5 伏电源,将两个 LED 串联。没有电阻。增加力量。发生的事情是两者都亮了。并且电流受到光发射的限制。没有电阻。

只要您不超过 LED 的组合正向电压,它们就会根据功率输出容量限制自己的电流。

您也可以使用普通的类似1N914的二极管作为电阻器,每个具有 0.7 伏的正向压降。使用 5 伏电压,您可以使用三个 1N914 二极管和一个 LED,而不会烧坏结。现在设想移除一个二极管。或者加一个。

LED 中高于 0.7 伏的“电阻”是虚拟电阻,因为它是真实的,但不是由于碳元素,而是结在一定功率水平下发光。这是电流乘以正向电压(乘以效率水平)。