Quando e por que os LEDs exigem resistores limitantes atuais?

Se você estiver trabalhando em qualquer circuito relacionado ao LED, você pode ter visto conselhos ou alertas para sempre empregar um resistor limitador atual.
Do cara de bricolage para iniciantes a aqueles que desenham e construíamIluminação LEDCircuitboards, criamos este guia para ajudar todos a entender completamente quando, por que e como escolher o resistor limitador de corrente adequado.

Projetar um circuito em torno de componentes passivos de semicondutores como LEDs requer conhecimento da curva IV (corrente VS de tensão), como em qualquer outro componente.
Claro, umLIDERADOé basicamente um diodo com uma curva IV não linear. Em outras palavras, a correlação entre a tensão de entrada e a corrente de entrada não segue um caminho linear.
Por exemplo, considere a corrente direta a 2,7 V-Roughly 20 Ma. Aumentar a tensão para 2,8 V em 0,1 V faz com que a corrente avançada suba cerca de 30 mA a 50 mA. A corrente avançada aumenta de 35 a 85 mA se aumentarmos para 2,9 V em outro 0,1 V.
A taxa de aumento de corrente avançada também aumenta à medida que a tensão aumenta. Pequenas variações na tensão direta podem levar a variações de corrente direta extremamente grandes.
Portanto, os drivers de LED de corrente constantes são a melhor maneira de dirigir LEDs, pois eles executam em uma corrente e alteram sua tensão de saída para combiná -lo, garantindo, portanto, a estabilidade da corrente direta. Um resistor limitador atual não é necessário sob entrada de corrente constante.
Se você estiver executando fontes de energia de tensão constante, o que deve fazer?
Por outro lado, as fontes de energia de corrente constantes geralmente são mais caras e menos adaptáveis. Quase todos os produtos de tira de LED e outros módulos são executados com entrada de tensão constante.
Fixado em seu nível de tensão de saída, as fontes de alimentação de tensão constante podem gerar qualquer grau de corrente de saída entre 0 mA e o máximo nominal, o que pode muito bem estar acima do máximo nominal para os LEDs e o sistema LED.
No entanto, como observamos antes, as entradas de energia de tensão constantes exigem que mais modificação sejam usadas com segurança com sistemas LED devido à conexão não linear entre a corrente direta e a tensão direta, pelos seguintes motivos:
A tensão para a frente do LED nem sempre corresponde à do nível de tensão da fonte de alimentação. Por exemplo, dependendo da mesma especificação de LED acima, se você tiver uma fonte de alimentação de tensão constante de 3,0 V, a corrente direta também será limitada a 135 mA.
Usando a mesma fonte de energia, e se desejarmos operar oLIDERADOA 20 MA? O LED exigirá apenas 2,7 V, não 3,0 V., mas, como a maioria das unidades de fonte de alimentação não possui uma opção de saída de tensão variável, a unidade de fonte de alimentação por si só não pode produzir 2,7 V no LED.

A solução é colocar um resistor em série com o LED e deixá -lo "descer" a tensão para o LED por 0,3 V.
Como podemos determinar o valor do resistor? Usando a lei de Ohm, que diz V=IR, substituímos V por 0,3V (a queda de tensão) e I com 0,02A (corrente para a frente desejada). A solução de R nos dá 15 ohms.
Cálculos semelhantes podem ser feitos independentemente das tensões envolvidas para instância,Tiras de LED de 12V e 24V.
As variações na tensão do LED para a frente são inevitáveis em ambientes de produção em massa e levam a vários caixas de tensão. Idealmente, os LEDs de cada caixa de tensão têm um emparelhamento de valor de resistor diferente calculado para garantir o mesmo desenho de corrente direta, independentemente da lixeira de tensão do LED. Caso contrário, maiores diferenças no desenho de corrente avançado e, portanto, o brilho pode acontecer.
Cada uma das linhas acima indica uma caixa de tensão distinta. Diferentes requisitos de resistor devem ser usados para obter várias tensões para a frente necessárias para atingir os mesmos 60 mA para todas as caixas de LED.

Como observamos, os LEDs exibem uma correlação não linear entre a corrente direta e a tensão direta. Consequentemente, um pequeno aumento na tensão pode causar um grande aumento na corrente para a frente, o que pode causar falha de sobrecorrente e dispositivo.
Diferentemente dos diodos, os resistores têm uma relação linear entre a tensão direta e a corrente para a frente (conforme indicado pela lei de Ohm).
Portanto, independentemente do nível de tensão, um aumento na tensão direta causará o mesmo aumento proporcional da corrente para a frente. Quando incluídos em um circuito LED, essa característica dos resistores pode ajudar a compensar as consequências de uma tensão crescente.

Uma fonte de energia não estável com ruído notável ou ondulação é a primeira opção. Se a fonte de alimentação de tensão constante gerar corrente CC não estável, tensão direta e pico intermitente - e os resistores limitadores de corrente ajudarão a controlar um pico de corrente avançado relacionado.
O segundo, mais consistente e generalizado é uma característica dos próprios dispositivos LED.
Se mantivermos a constante atual, a tensão de um LED cai à medida que aquece. As folhas de dados de LED geralmente mostram isso no gráfico de alteração de tensão de temperatura e tensão seguinte:
Projetar um circuito de corrente constante se beneficia com esse conhecimento, pois nos informa sobre a faixa real de tensões avançadas que poderíamos observar em um sistema. Mas vamos reafirmar a mesma ideia de um ponto de vista de tensão constante:
Se mantivermos a constante de tensão avançada, a corrente de um LED aumenta à medida que aquece.
Em primeiro lugar, a dissipação total de energia de um LED determina sua produção de calor. Assim, a realidade de que a corrente avançada cresce à medida que sua temperatura aumenta é possivelmente desastrosa, uma vez que a maior corrente para a frente aumentará ainda mais a temperatura de um LED, aumentando sua corrente para a frente ainda mais em um ciclo de feedback positivo. Na melhor das hipóteses, isso é chamado de fuga térmica de um sistema de LED, que causará falhas desastrosas e talvez fogo e fumaça.
Por meio de sua curva IV linear, um resistor limitador de corrente ajuda a compensar o impacto do aumento das tensões. Além disso, em relação à sua temperatura, os resistores agem opostos aos deLEDs; À medida que a temperatura aumenta, a resistência também aumenta.
Algumas pessoas chamaram os resistores usados dessa maneira de um resistor de lastro por causa dessa característica direta, mas útil.

Sendo inerentemente controlado por corrente, os dispositivos LED não reagem bem às alterações de tensão.
Construindo umSistema de LEDUsar fontes de energia de tensão constante significa que você deve estar pronto para usar os resistores limitantes atuais para garantir a operação segura e estável dos dispositivos LED.

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