Skulle du jobbe med en LED-relatert krets, kan det hende du har sett råd eller varsler om å alltid bruke en strømbegrensende motstand.
Fra nybegynneren til de som designer og byggerLED-belysningkretskort, har vi laget denne veiledningen for å hjelpe alle med å forstå når, hvorfor og hvordan de skal velge passende strømbegrensningsmotstand.
Kjenne til I-V-kurven til lysdioder
Å designe en krets rundt passive halvlederkomponenter som LED krever kunnskap om I-V (strøm vs spenning) kurven, som med alle andre slike komponenter.
Selvfølgelig, enLEDer i utgangspunktet en diode med en ikke-lineær I-V-kurve. Sagt på en annen måte, korrelasjonen mellom inngangsspenning og inngangsstrøm følger ikke en lineær bane.
Ta for eksempel foroverstrømmen ved 2,7 V-omtrent 20 mA. Å heve spenningen til 2,8 V med 0,1 V fører til at foroverstrømmen øker med ca. 30 mA til 50 mA. Foroverstrømmen stiger med 35 mA til 85 mA hvis vi så øker den til 2,9 V med ytterligere 0,1 V.
Hastigheten av fremadgående strømstigning stiger også når spenningen øker. Små variasjoner i foroverspenning kan føre til ekstremt store foroverstrømsvariasjoner.
Så LED-drivere med konstant strøm er den beste måten å drive LED-er på, siden de kjører med én strøm og endrer utgangsspenningen for å matche den, og garanterer derfor stabiliteten til foroverstrømmen. En strømbegrensende motstand er ikke nødvendig under konstant strøminngang.
Hvis du kjører strømkilder med konstant spenning, hva bør du gjøre?
På den annen side er strømkilder med konstant strøm ofte mer kostbare og mindre tilpasningsdyktige. Nesten alle LED-stripeprodukter og andre moduler kjører dermed på konstant spenningsinngang.
Fast i utgangsspenningsnivået kan strømforsyninger med konstant spenning generere en hvilken som helst grad av utgangsstrøm mellom 0 mA og deres nominelle maksimum, som meget godt kan være over nominell maksimum for LED-ene og LED-systemet.
Som vi bemerket tidligere, krever strøminnganger med konstant spenning mer modifikasjon for å kunne brukes trygt med LED-systemer på grunn av den ikke-lineære forbindelsen mellom foroverstrøm og foroverspenning, av følgende grunner:
LED foroverspenning tilsvarer ikke alltid spenningsnivået til strømforsyningen. For eksempel, avhengig av samme LED-spesifikasjon som ovenfor, hvis du har en 3,0 V konstantspenningsstrømforsyning, vil fremstrømmen også være begrenset til 135 mA.
Ved å bruke samme strømkilde, hva om vi ønsker å betjeneLEDpå 20 mA? LED-en vil bare kreve 2,7 V, ikke 3,0 V. Men gitt at de fleste strømforsyningsenheter mangler et valg for variabel spenningsutgang, kan ikke strømforsyningsenheten i seg selv produsere 2,7 V ved LED-en.
Hva bør vi gjøre?
Løsningen er å sette en motstand i serie med lysdioden og la den "minke" spenningen til lysdioden med 0,3 V.
Hvordan kan vi bestemme verdien på motstanden? Ved å bruke Ohms lov, som sier V=IR, erstatter vi V med 0,3V (spenningsfallet) og I med 0,02A (ønsket foroverstrøm). Å løse for R gir oss 15 ohm.
Lignende beregninger kan gjøres uavhengig av spenningene som er involvert-for eksempel,12V og 24V LED strips.
Variasjoner i LED-foroverspenning er uunngåelige i masseproduksjonsinnstillinger og fører til flere spenningsbeholdere. Ideelt sett har lysdioder fra hver spenningsbeholder en forskjellig motstandsverdiparing beregnet for å garantere samme foroverstrømtrekk, uavhengig av LED-spenningsbeholderen. Ellers kan større forskjeller i foroverstrømtrekk-og dermed lysstyrke-oppstå.
Hver og en av linjene ovenfor angir en distinkt spenningsbeholder. Ulike motstandskrav må brukes for å oppnå forskjellige fremoverspenninger som kreves for å nå de samme 60 mA for alle LED-beholdere.
Strømbegrensningsmotstander beskytter mot stigende spenninger.
Som vi observerte, viser LED-ene en ikke-lineær korrelasjon mellom foroverstrøm og foroverspenning. Følgelig kan en liten økning i spenningen føre til en stor økning i foroverstrømmen, noe som kan forårsake overstrøm og enhetsfeil.
I motsetning til dioder har motstander et lineært forhold mellom foroverspenning og foroverstrøm (som indikert av Ohms lov).
Så, uavhengig av spenningsnivå, vil en økning i foroverspenningen forårsake den samme, proporsjonale økningen i foroverstrømmen. Når den er inkludert i en LED-krets, kan denne egenskapen til motstander bidra til å oppveie konsekvensene av en stigende spenning.
Hva får spenningen til å stige?
En ikke-stabil strømkilde med merkbar støy eller krusning er det første alternativet. Hvis strømforsyningen med konstant spenning genererer ustabil likestrøm, vil foroverspenning og intermitterende spike - og strømbegrensende motstander hjelpe til med å kontrollere en relatert foroverstrømspiss.
Den andre, mer konsistente og utbredte er en funksjon av LED-enheter selv.
Hvis vi holder foroverstrømmen konstant, synker en LEDs foroverspenning når den varmes opp. LED-datablad viser ofte dette i følgende diagram for endring av temperatur vs foroverspenning:
Å designe en konstantstrømkrets drar nytte av denne kunnskapen da den informerer oss om det faktiske spekteret av fremoverspenninger vi kan observere i et system. Men la oss gjenta den samme ideen fra et konstant spenningssynspunkt:
Hvis vi holder foroverspenningen konstant, stiger en LEDs foroverstrøm når den varmes opp.
Først og fremst bestemmer en LEDs totale effekttap varmeproduksjonen. Dermed er virkeligheten at foroverstrømmen vokser etter hvert som temperaturen stiger, muligens katastrofal siden den større foroverstrømmen vil øke en LED-temperatur enda mer, og dermed øke den foroverstrømmen enda mer i en positiv tilbakemeldingssløyfe. I beste fall kalles dette termisk løping av et LED-system, som vil forårsake katastrofale feil og kanskje brann og røyk.
Ved hjelp av sin lineære IV-kurve bidrar en strømbegrensende motstand til å utligne virkningen av stigende spenninger. Videre, i forhold til dens temperatur, virker motstander motsatt avLED-er; når temperaturen stiger, øker også motstanden.
Noen mennesker har kalt motstander som brukes på denne måten en ballastmotstand på grunn av denne enkle, men likevel nyttige egenskapen.
Siste tanker
LED-enheter er iboende-strømkontrollerte og reagerer dårlig på spenningsendringer.
Å bygge enLED-systembruk av konstantspenningsstrømkilder betyr at du må være klar til å bruke strømbegrensningsmotstander for å garantere sikker og stabil drift av LED-enheter.
Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd ble etablert i 2010. Det er en nasjonal høy-bedrift som integrerer design, FoU, produksjon og salg av innendørs og utendørs belysningsprodukter og kan også gjøre OEM, ODM. For mer informasjon om våre tilbud, vennligst kontakt oss påbwzm18@ledbenweilighting.com
