如果电源电流高于最大值。安培数,我需要一个电阻吗?

电器工程 当前的 电阻器 安培数
2022-01-10 05:45:22

这是一个非常基本的问题,因为我仍在学习电子学的基础知识。我理解将安培数与通过软管的水量进行比较的类比。

我有一个 5V-2A 电源,我想为我的电路供电。每个组件的引脚具有不同的最大电流(PIC 为 250mA,LCD 为 180mA 等)。

现在,如果我按照上面的“水量”类比,我应该可以连接一个绘制最大值的组件。250mA,因为它从 2A 而不是电源中汲取电流,迫使电流流入引脚现在,我将为电路的其余部分留出 1.75A 的电流。

我还需要在电源和组件的 VDD 引脚之间放置一个电阻吗?如果是,为什么?

(当我得知微控制器的输出引脚和 LED 之间应该有一个大约 100 欧姆的电阻时,就产生了这个问题。LED 的电流额定值为 25mA,引脚最大输出电流也是 25mA,我不明白为什么我们中间需要一个电阻。)

2个回答

到第一个订单...

你是对的。负载控制可能流动的最大电流,而源控制可用的最大电压。

但...

您对 LED 的看法不正确。那是一个不同的问题。您的想法假设,欧姆定律假设线性(和同相)操作。

二极管(包括 LED)是非线性器件。二极管在“开启”时将呈现恒定电压(大约),而与流过它的电流量无关。如果允许过多电流流过 LED 的时间过长,则 LED 会随着更多电流而变亮并烧毁(被破坏)。

请注意图中 y 轴右侧的线几乎是垂直的。这意味着如果通过二极管的电流变化很大,则电压变化很小。对于二极管, V 显然不等于IR。

在此处输入图像描述

微控制器世界中的大多数分立 LED 在 20mA 时徘徊在 2V 左右(因 LED 的尺寸、化学成分和结构而异)。如果您的微控制器通过其通用引脚 (GPIO) 之一提供 3.3V 输出,则 LED 对电路的要求电流将超过微控制器可通过其输出引脚和微控制器中输出驱动器的内部电阻提供的电流将电流限制在其最大值。

这最终会破坏微控制器的输出驱动器。为了防止这种情况,添加了一个串联电阻以将电流明确限制在安全的范围内。

您向后工作以调整电阻器的大小:(Vcc - Vled)/ Iled = R

在大多数 3.3V 微控制器应用中,该值约为 100 欧姆。

作为一个更简单的类比,不同的设备行为不同。微控制器和大多数 IC 就像小型智能水泵。他们只需要少量的水(电流)。

另一方面,LED 就像愚蠢的工业强力真空吸尘器。将它连接到电源,它会尽可能快地吸收尽可能多的电流。这就是为什么你需要一个电阻。电阻器就像一个小管道。由于它的尺寸,它只能让这么多的电流通过。抵抗的不仅仅是电流通过。led 想要尽可能多地拉动,但只有您选择的 25ma 左右才能通过。

至于为什么当 LED 和输出引脚的额定电流均为 25ma 时需要电阻器,是因为这些是推荐电流,而不是最大或可能的电流。LED 在 25ma 时效果最佳(在亮度和数千小时内持续多长时间的权衡),但可以由较小的电流(不那么亮,持续时间更长)或更高的电流(更亮,不持续)驱动只要)。电流太小,打不开。太多了,它最终会烧毁。

您的微控制器的输出引脚是相同的,但作为电源。理想情况下,您只想从该引脚获得 25ma 的电流(这不会进入所有引脚的总电流或电压暂降)。在这种情况下,25ma 是推荐的工作电流。您也可以减少采购。最好只为给定设置提供所需的资源。您也可以采购更多。大多数数据表将列出给定输出引脚的最大电压和电流。(例如,推荐 25ma,最大 40ma)。但是因为电流是被拉动的,而不是被推动的,所以你必须确保你正在构建的东西考虑到了这一点。对于微控制器和 ic 之间的信号或通信,可能没有必要,因为两者的设计都不会拉太多电流。但是,如果您要连接当前的饥饿 LED,

最后,请注意,您使用的电源以相同的方式工作。连接超过推荐/最大 2A 电流的东西,它会炸断(或弹出保险丝或进入重置模式,具体取决于它的质量)。在没有限流电阻的情况下连接一个 2 安培的大电流直接通向它,两者都不会高兴。HTH。