Neden birçok paralel LED için tek bir direnç tam olarak kullanılamıyor?

Neden her biri bir paralel yerine birkaç LED için tek bir direnç kullanmıyorsunuz?

Bunun temel nedeni, diyotları paralel olarak güvenle bağlayamamanızdır.

Bu yüzden bir direnç kullandığımızda, tüm diyot bölümü için bir akım sınırımız vardır. Bundan sonra içinden geçen akımı kontrol etmek için her bir diyot kalmıştır.

Sorun, gerçek dünya diyotlarının aynı özelliklere sahip olmaması ve bu nedenle diğerleri olmazken bir diyotun iletken olmaya başlaması tehlikesidir.

Yani temel olarak bunu istiyorsunuz ( Paul Falstad'ın devre simülatöründe açık ):

Ve gerçekte şunu anlıyorsunuz ( Paul Falstad'ın devre simülatöründe açık ):

Gördüğünüz gibi, ilk örnekte, tüm diyotlar eşit miktarda akım iletiyor ve ikinci örnekte bir diyot akımın çoğunu, diğer diyotlar ise neredeyse hiç bir şeyi iletmiyor. Örneğin kendisi biraz abartılıdır, bu nedenle farklılıklar biraz daha belirgin olacak, ama gerçek dünyada ne olduğunu güzel bir şekilde gösterecek.

Yukarıdaki ayarlar böyle bir şekilde direnç seçti olacak varsayımı ile yazılır akım akım olacak şekilde n her diyot içinde istediğiniz geçerli süreleri n diyot sayısıdır ve akım daha doğrusu büyüktür tek bir diyotun güvenle iletebileceği akım. O zaman olan şey, en düşük ileri gerilimli diyotun akımın çoğunu ileteceği ve en hızlı yıpranacağıdır. Öldükten sonra (açık devre olarak ölürse), bir sonraki en düşük ileri gerilimli diyot akımın çoğunu iletir ve ilk diyottan daha hızlı bir şekilde ölür ve diyotlar tükenene kadar devam eder.

Birkaç diyotu çalıştıran bir direnci nerede kullanabileceğinizi düşünebileceğim bir durum, dirençten geçen maksimum akımın, tek bir diyotun tam akımla çalışabileceği kadar küçük olması olabilir. Bu şekilde diyot ölmeyecek, ama ben kendimi deneyemedim bu yüzden ne kadar iyi bir fikir olduğu konusunda yorum yapamam.

Tamam, hadi hesaplamayı yapalım.

Bir LED için basitleştirilmiş bir model, küçük bir direnç ile seri halinde sabit bir voltaj kaynağıdır. Bu LED'i Kingbright'dan seçelim .

Eğim 20mA / 100mV, yani iç direnç 5 . İçsel LED voltajı 1,9V'tur. LED'lerin 20mA'ya ihtiyacı olduğunu ve güç kaynağımızın 5V olduğunu varsayalım.$\Omega$

Sonra LED voltajı 1.9V + 5 20mA = 2V olur. Tek seri rezistansımız$\Omega$ $\cdot$

$R = \dfrac{5V - 2V}{2 \cdot 20mA} = 75 \Omega$ .

Eğer her iki LED de eşitse. Şimdi, LED'ler arasında hafif bir fark olduğunu ve ikinci LED için 1,9V'nin sadece% 1'lik bir fark olduğunu varsayalım.

Şimdi LED'ler arasındaki voltajın ne olacağı hemen belli değil. Hadi bulalım ve buna . 75 rezistöründe tek bir akım : $V_L$$I_R$$\Omega$

$I_R = \dfrac{5V - V_L}{75 \Omega}$

İlk LED'deki akım:

$I_1 = \dfrac{V_L - 1.9V}{5 \Omega}$

ve, aynı şekilde LED 2 için:

$I_2 = \dfrac{V_L - 1.92V}{5 \Omega}$

Şimdi , yani $I_R = I_1 + I_2$

$\dfrac{5V - V_L}{75 \Omega} = \dfrac{V_L - 1.9V}{5 \Omega} + \dfrac{V_L - 1.92V}{5 \Omega}$

Bundan = 2.01 V olduğunu . Ardından, bulduğumuz LED akımları için yukarıdaki denklemlerde bu değeri doldurduk.$V_L$

I 2 = 17.94 m $I_1 = 21.94 mA$ ve$I_2 = 17.94 mA$

Sonuç

Sadece LED voltajındaki en küçük tutarsızlık (% 1) zaten LED akımında% 18'lik bir farkla sonuçlanır. IRL farkı daha büyük olabilir ve parlaklıkta gözle görülür bir fark olabilir. Düşük iç dirençler için etki daha da kötüleşecek.

Bkz burada son detaylı cevap

Akım, LED özelliklerinde yayılmak için eşit olmayan düetlere bölünecektir.

Paylarından daha fazlasını çekenler daha da ısınırlar ve daha çok çekerler.

Paylarından daha az para çekenler daha serin ve daha az para çekecekler.

10 LED söylerseniz ve bunları paralel olarak bağlarsanız ve bunları yaklaşık 10 değer için yaklaşık 10 akımda tek bir LED ile sürerseniz:

• Tipik düşük maliyetli LED'lerde Vf / If eşleşmesi, en düşük Vf LED'lerin nominal akımlarının 2 veya 3 veya 4 katını çekebilecek kadar zayıf olacaktır.

• Aşırı akım LED'leri hızla ölür.

• Şimdi 10 için yeterli akımı paylaşacak 9 LED var. ORTALAMA akımı% 110'dur. En düşük Vf LED'i tekrar aşırı yüklenir ve arızalanır, ancak bu sefer LED başına daha fazla akım olduğundan daha hızlı gerçekleşir.

• Bir sonraki ... :-) - zincirleme reaksiyon.

Tipik bir ucuz Asya * multi-LED fenerine bakın.
En parlak olan LED'leri not edin. Torcu bir süre çalıştırın, ardından tekrar izleyin.
Çok uzun sürmeden sonra en parlak LED'ler kısık veya sönük olacaktır.
En parlak LED'leri inceleyin ...

• Çoğu LED el fenerinin Çin menşeli olması ve fiyatlarının düşük olması nedeniyle fiyatlarının düşük olması nedeniyle "ucuz Asya" olduğunu söylüyorum. Büyük ölçüde "pazarın neye dayanacağını" inşa ediyorlar ve pazar da çöpleri taşıyor. Birden fazla LED'li diğer ülkelerdeki LED lambaları VEYA Çin'de yapılan ışıklar uygun tasarım maliyeti ile daha az popülerdir. Ekstra maliyet için bir neden var.

Serideki LED'ler (2 grup).
Sabit akım sürücüsü.
Daha fazla maliyeti.

LED'lerin hepsi aynı özelliklere sahipse işe yarar. Ne yazık ki, durum böyle değil. ve içlerinden akan farklı akımlar olacaktır. Serideki birçok LED, elbette, tek bir akım sınırlama direncine sahip olabilir.

TLDR;

Direnç akımı 15 ma ile sınırlarsa, o zaman her bir LED açıldığında akım paylaşılır ve bunlar arasında azalır, yani daha çok açık olduklarında sönükleşir.

Peki bu kesinlikle doğru değil.

Dahili hata ayıklama için sık sık üzerinde 8 LED'li bir breadboard kullanıyorum. Aradaki fark, 8 LED'in hepsinin tek bir dirençle toprağa bağlı olmasına rağmen (PCB'yi bu şekilde kapatmak daha hızlıydı), akım ayrı mikrodenetleyici pimlerinden besleniyor. 'Paralel' derken neyi kastettiğine bağlı.