Γιατί το LED δεν μπορεί να ενσωματωθεί άμεσα με την αντίσταση περιορισμού ρεύματος
2022-02-11 08:55:56
Σύντομη εισαγωγή: Κατά τη διαδικασία χρήσης LED, είναι απαραίτητο να σχεδιαστεί ένα κύκλωμα περιορισμένου ρεύματος στο κύκλωμα (μπορεί να είναι περιοριστική αντίσταση ρεύματος ή κύκλωμα σταθερού ρεύματος) για να διασφαλιστεί ότι το ρεύμα LED δεν υπερβαίνει το μέγιστο ρεύμα λειτουργίας του LED. Η χρήση αντιστάσεων περιορισμού ρεύματος είναι το πιο κοινό βολικό κύκλωμα σε κοινές εφαρμογές LED. Υπάρχουν πιο εξελιγμένα, ενσωματωμένα τσιπ LED που μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Αυτό το άρθρο συζητά γιατί το πρώιμο μονό LED δεν ήταν άμεσα ενσωματωμένο με την αντίσταση περιορισμού ρεύματος.
01 αντίσταση περιορισμού ρεύματος LED
1.1 Αντοχή περιορισμού ρεύματος
Όπως γνωρίζουμε, στη διαδικασία χρήσης
Τροφοδοσία LED, μην συνδέετε απευθείας το LED και στα δύο άκρα του τροφοδοτικού [1], γιατί υπάρχει κίνδυνος υπερβολικού ρεύματος να κάψει το LED. Κανονικά, μια αντίσταση περιορισμού ρεύματος συνδέεται στον πείρο του LED για να ελέγχει το ρεύμα που ρέει μέσω του LED εντός του κατάλληλου εύρους λειτουργίας.
Το μέγεθος αυτής της αντίστασης ρεύματος πρέπει να βασίζεται σε:
Τάση τροφοδοσίας:
πτώση πίεσης σωλήνα LED, η οποία καθορίζεται από το χρώμα του LED.
Εύρος ρεύματος οδήγησης:;
Τρεις παράγοντες καθορίζουν το μέγεθος της περιοριστικής αντίστασης ρεύματος.
Ενεργοποιημένη τάση 1.2 LED
Τα χαρακτηριστικά Volt-ampere πολλών led με διαφορετικά χρώματα [2] δίνουν τα χαρακτηριστικά volt-ampere πολλών led με διαφορετικά χρώματα που έχουν πραγματικά μετρηθεί. Μπορεί να φανεί ότι τα χαρακτηριστικά VA των led είναι πολύ παρόμοια με αυτά των συνηθισμένων διόδων, εκτός από το ότι η τάση μεταγωγής ποικίλλει ανάλογα με τα διαφορετικά χρώματα των led.
▲ Εικόνα 1.2 Χαρακτηριστικά VA των led με διαφορετικά χρώματα
Σε ορισμένες ειδικές περιπτώσεις, εάν η τάση του LED είναι βασικά η ίδια με την τάση που εφαρμόζεται και η εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας είναι σχετικά μεγάλη, η μπαταρία μπορεί επίσης να οδηγήσει απευθείας το LED.
Διαδραστικός ψηφιακός πίνακας με τηλεχειριστήριο Nintendo Wii και στυλό υπέρυθρων LED. Για σχολεία HOWTO[3] δείχνει την εφαρμογή απευθείας σύνδεσης υπέρυθρων LED στο αρ. 5 μπαταρία.
Εικόνα 1.2.2 Συνδέστε απευθείας το LED και στα δύο άκρα της μπαταρίας
Εφόσον στις περισσότερες περιπτώσεις, η χρήση led απαιτεί τη σύνδεση αντιστάσεων περιορισμού ρεύματος, γιατί δεν υπάρχει LED απευθείας ενσωματωμένη εσωτερικά αντίσταση πεπερασμένου ρεύματος προς πώληση;
02 Γιατί;
Γιατί τα LED δεν έχουν ενσωματωμένες αντιστάσεις; [4], και η απάντηση είναι πολύ πλούσια.
Μια νύχτα αγώνων για την τοποθέτηση 16 περιοριστικών αντιστάσεων ρεύματος σε ένα μικρό breadboard για ένα έργο uni με έκανε να αναρωτηθώ γιατί τα LED δεν έχουν κανένα είδος εσωτερικής αντίστασης; Δεν μπορώ να σκεφτώ κανένα μειονέκτημα. Δεν έχω συνδέσει ποτέ LED χωρίς αντίσταση σε σειρά, οπότε είναι πολύ λογικό για μένα.
Αυτός ο ερωτών παραπονέθηκε αφού συγκόλλησε 16 αντιστάσεις περιορισμού ρεύματος, ρωτώντας γιατί η μέση του LED είναι άμεσα ενσωματωμένη με την αντίσταση περιορισμού ρεύματος;
2.1 LED με ενσωματωμένη αντίσταση περιορισμού ρεύματος
Πρώτα απ 'όλα, led με ενσωματωμένες αντιστάσεις περιορισμού ρεύματος εξακολουθούν να υπάρχουν στην αγορά. Για παράδειγμα, σε 6.5V Red LED 3mm Through Hole, το Kingbright-934SRD-5V παρουσιάζει ένα LED με εσωτερική ενσωματωμένη αντίσταση πεπερασμένου ρεύματος κάτω από τάση 5V [5]. Η ΔΙΑΜΕΤΡΟΣ του LED είναι 3mm, και λειτουργεί στα 5V με ρεύμα περίπου 14mA.
Στο LP377GWH1-40G[6], δίνεται η προδιαγραφή του πράσινου LED διαμέτρου 5 mm που παράγεται από την YunSun Company στο Shenzhen της Κίνας, που λειτουργεί σε +5V, ρεύμα εργασίας 20mA στα +5V.
Στην πραγματικότητα, υπάρχουν ήδη led με πιο πολύπλοκα εσωτερικά κυκλώματα, όχι μόνο κυκλώματα πεπερασμένου ρεύματος, αλλά ίσως κυκλώματα ελέγχου τρεμοπαίσματος, κυκλώματα μείωσης της έντασης κ.λπ. Για παράδειγμα, η σειριακή ελεγχόμενη έγχρωμη λυχνία LED WS2812 [7] είναι ενσωματωμένη με κύκλωμα σειριακής διασύνδεσης και κύκλωμα ελέγχου PWM τριών χρωμάτων, καθιστώντας δυνατό τον έλεγχο του χρώματος και της φωτεινότητας έως και 1024 λυχνιών LED χρησιμοποιώντας μόνο μία θύρα IO.
2.2 Πρόβλημα αντίστασης περιορισμού ρεύματος με ενσωματωμένο LED
Όπως είδαμε προηγουμένως, τα προϊόντα LED με ενσωματωμένες αντιστάσεις πεπερασμένης ροής υπήρχαν στην πραγματικότητα εδώ και πολύ καιρό, αλλά ήταν μια αποτυχία όσον αφορά την αντίδραση της αγοράς (όσον αφορά το ποσοστό χρήσης και τη διείσδυση στην αγορά). Τα κύρια ζητήματα περιλαμβάνουν:
Πρόβλημα φωτεινής απόδοσης: στην πραγματικότητα, τα περισσότερα led που χρησιμοποιούνται για φωτισμό λειτουργούν σε περίπτωση που δεν υπάρχει αντίσταση πεπερασμένου ρεύματος, μέσω ενός ειδικού κυκλώματος σταθερού ρεύματος για να επιτευχθεί η μέγιστη φωτεινή απόδοση των LED.
Πρόβλημα σειράς τροφοδοτικού LED: σε πολλές εφαρμογές, πολλά led πρέπει να συνδεθούν σε σειρά για να σχηματίσουν μια μεγαλύτερη περιοχή της λυχνίας οθόνης. Εάν υπάρχει περιορισμένη αντίσταση ρεύματος, απαιτείται μεγαλύτερη τάση οδήγησης. Συχνά χρησιμοποιούνται κυκλώματα σταθερού ρεύματος για την κίνηση αυτών των σειριακών λυχνιών.
Διαφορετική τάση και ρεύμα εργασίας: γνωρίζουμε ότι το μέγεθος της περιοριστικής αντίστασης ρεύματος LED αποτελείται από διάφορους παράγοντες, αφού σύμφωνα με ορισμένες προϋποθέσεις της ενσωμάτωσης της αντίστασης πεπερασμένου ρεύματος, θα περιορίσει τη χρήση των περιστάσεων LED.
Πρόβλημα απαγωγής θερμότητας: ο τρόπος αποτελεσματικής διάχυσης της κατανάλωσης ισχύος στην αντίσταση περιορισμού ρεύματος είναι επίσης ένας παράγοντας που επηρεάζει την εσωτερική ενσωματωμένη περιοριστική αντίσταση ρεύματος του LED.
Χαμηλή τάση λειτουργίας: η τρέχουσα τάση λειτουργίας του κυκλώματος είναι όλο και χαμηλότερη, από την αρχική 5V σταδιακή μετάβαση στα 3.3V, ή ακόμα χαμηλότερη, γεγονός που καθιστά την ενσωματωμένη συσκευή LED να μην μπορεί να προσαρμοστεί σε μια ποικιλία τάσης λειτουργίας.
Η χρήση της αντίστασης περιορισμού ρεύματος επιτραπέζιου μοχλού είναι πολύ βολική: ή στην πραγματικότητα, η προσθήκη μιας αντίστασης περιορισμού ρεύματος επιτραπέζιου μοχλού στο κύκλωμα είναι σχετικά εύκολη, έτσι ώστε το LED να μπορεί να προσαρμοστεί σε διάφορες συνθήκες εργασίας. Για υψηλές τάσεις (π.χ. +12V) μπορούν να συνδεθούν πολλαπλά led σε σειρά.
Ολικός κόμπος
Κατά τη διαδικασία χρήσης LED, είναι απαραίτητο να σχεδιαστεί ένα κύκλωμα πεπερασμένου ρεύματος (αντίσταση περιορισμού ρεύματος ή κύκλωμα σταθερού ρεύματος) στο κύκλωμα για να διασφαλιστεί ότι το ρεύμα LED δεν υπερβαίνει το μέγιστο ρεύμα λειτουργίας του LED. Η χρήση αντιστάσεων περιορισμού ρεύματος είναι το πιο κοινό βολικό κύκλωμα σε κοινές εφαρμογές LED. Υπάρχουν πιο εξελιγμένα, ενσωματωμένα τσιπ LED που μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Αυτό το άρθρο συζητά γιατί το πρώιμο μονό LED δεν ήταν άμεσα ενσωματωμένο με την αντίσταση περιορισμού ρεύματος
