Почему светодиод нельзя напрямую интегрировать с токоограничивающим резистором
2022-02-11 08:55:56
Краткое введение: В процессе использования светодиодов необходимо спроектировать цепь ограниченного тока в цепи (может быть сопротивление ограничения тока или цепь постоянного тока), чтобы гарантировать, что ток светодиода не превысит максимальный рабочий ток светодиода. Использование резисторов ограничения тока является наиболее распространенной удобной схемой в обычных применениях светодиодов. Существуют более сложные, интегрированные чипы светодиодов, которые можно использовать. В этой статье обсуждается, почему ранний одиночный светодиод не был напрямую интегрирован с резистором ограничения тока.
01 Светодиодный токоограничивающий резистор
1.1 Токоограничивающее сопротивление
Как мы знаем, в процессе использования
Светодиодный источник питания, не подключайте светодиод напрямую к обоим концам источника питания [1], так как существует риск, что чрезмерный ток сожжет светодиод. Обычно к штырьку светодиода подключается токоограничивающий резистор для управления током, протекающим через светодиод в пределах соответствующего рабочего диапазона.
Величина этого сопротивления тока должна основываться на:
Напряжение питания:
Перепад давления в светодиодной трубке, который определяется цветом светодиода;
Диапазон рабочего тока:;
Величину токоограничивающего сопротивления определяют три фактора.
1.2 Напряжение светодиода
Вольт-амперные характеристики нескольких светодиодов разных цветов [2] дают вольт-амперные характеристики нескольких светодиодов разных цветов, фактически измеренные. Видно, что вольт-амперные характеристики светодиодов очень похожи на характеристики обычных диодов, за исключением того, что напряжение переключения меняется в зависимости от цвета светодиодов.
▲ Рисунок 1.2 ВА-характеристики светодиодов разных цветов
В некоторых особых случаях, если напряжение светодиода в основном совпадает с приложенным напряжением, а внутреннее сопротивление батареи относительно велико, батарея также может питать светодиод напрямую.
Интерактивная цифровая доска с пультом дистанционного управления Nintendo Wii и инфракрасной светодиодной ручкой. Для школ HOWTO[3] показывает применение прямого инфракрасного светодиодного подключения к батарее № 5.
Рисунок 1.2.2. Подключите светодиод напрямую к обоим концам батареи.
Поскольку в большинстве случаев использование светодиодов требует подключения токоограничивающих резисторов, почему в продаже нет светодиодов с непосредственно встроенным конечным токовым сопротивлением?
02 Почему?
Почему светодиоды не имеют встроенных резисторов? [4], и ответ очень содержательный.
Ночь борьбы с установкой 16 токоограничивающих резисторов на небольшой макетной плате для проекта в университете заставила меня задуматься, почему у светодиодов нет внутреннего сопротивления? Я не могу вспомнить никаких недостатков. Я никогда не подключал светодиод без резистора последовательно, так что для меня это имеет большой смысл.
Этот пользователь пожаловался после того, как он сварил 16 токоограничивающих резисторов, задавая вопрос, почему середина светодиода напрямую интегрирована с токоограничивающим резистором?
2.1 Светодиод со встроенным токоограничивающим сопротивлением
Прежде всего, на рынке все еще существуют светодиоды со встроенными токоограничивающими резисторами. Например, в 6.5V Red LED 3mm Through Hole, Kingbright-934SRD-5V представлен светодиод с внутренним интегрированным конечным токовым сопротивлением при напряжении 5 В [5]. ДИАМЕТР светодиода составляет 3 мм, и он работает при 5 В с током около 14 мА.
В LP377GWH1-40G[6] приведены технические характеристики зеленого светодиода диаметром 5 мм, произведенного компанией YunSun Company в Шэньчжэне, Китай, работающего при напряжении +5 В, рабочий ток 20 мА при напряжении +5 В.
На самом деле, уже существуют светодиоды с более сложными внутренними цепями, не только с конечным током, но, возможно, и со схемами управления мерцанием, схемами диммирования и т. д. Например, последовательно управляемая цветная светодиодная лампа WS2812 [7] интегрирована со схемой последовательного интерфейса и трехцветной схемой управления ШИМ, что позволяет управлять цветом и яркостью до 1024 светодиодных ламп, используя только один порт ввода-вывода.
2.2 Проблема сопротивления ограничения тока в светодиоде
Как мы видели ранее, светодиодные продукты с интегрированными конечными резисторами потока на самом деле существуют уже давно, но это был провал с точки зрения реакции рынка (с точки зрения процента использования и проникновения на рынок). Основные проблемы включают в себя:
Проблема светоотдачи: на самом деле большинство светодиодов, используемых для освещения, работают в условиях отсутствия конечного сопротивления току, через специальную цепь постоянного тока для достижения максимальной светоотдачи светодиода.
Проблема последовательного питания светодиодов: во многих приложениях несколько светодиодов должны быть соединены последовательно, чтобы сформировать большую площадь индикаторной лампы. Если есть ограниченное сопротивление тока, требуется большее напряжение управления. Для управления этими последовательными светодиодами часто используются схемы постоянного тока;
Различное рабочее напряжение и ток: мы знаем, что величина токоограничивающего сопротивления светодиода складывается из ряда факторов, как только в соответствии с определенными условиями интеграции конечного токового сопротивления, оно будет ограничивать использование светодиодов;
Проблема рассеивания тепла: как эффективно рассеивать потребляемую мощность на токоограничивающем сопротивлении, также является фактором, влияющим на внутреннее интегрированное токоограничивающее сопротивление светодиода;
Низкое рабочее напряжение: рабочее напряжение текущей цепи становится все ниже и ниже, от исходных 5 В постепенно переходит к 3.3 В или даже ниже, из-за чего интегрированное светодиодное устройство не может адаптироваться к различным рабочим напряжениям;
Использование настольного токоограничивающего резистора очень удобно: или, в действительности, добавление настольного токоограничивающего резистора в цепь относительно просто, так что светодиод может адаптироваться к различным рабочим условиям. Для высоких напряжений (например, +12 В) несколько светодиодов могут быть соединены последовательно.
Всего узлов
В процессе использования светодиода необходимо спроектировать конечную цепь тока (токоограничивающий резистор или цепь постоянного тока) в цепи, чтобы гарантировать, что ток светодиода не превысит максимальный рабочий ток светодиода. Использование токоограничивающих резисторов является наиболее распространенной удобной схемой в обычных применениях светодиодов. Существуют более сложные, интегрированные светодиодные чипы, которые можно использовать. В этой статье обсуждается, почему ранний одиночный светодиод не был напрямую интегрирован с токоограничивающим резистором
