如何为LED选择限流电阻的值

爱好者反复问的问题之一是如何为LED选择限流电阻的值。通常，裤子响应的位置是：“从电源电压中减去2 V，再除以20 mA。” 尽管许多人认为答案已经足够好，但实际上产生的电流将与计算得出的值明显不同。

LED限流电阻

人们可能会遇到以下6种情况：

给定LED的规格表和所需的LED电流，找到一个电阻值

给定LED的规格表和电阻值，找到LED电流

给定通用类型的LED（无规格）和所需的LED电流，找到一个电阻值

给定通用类型的LED（无规格）和电阻值，找到LED电流

给定您手中的LED（无规格）和所需的LED电流，找到一个电阻值

给定您手中的LED（无规格）和电阻值，找到LED电流

对于每种情况，这就是进行的方法。

1.根据LED的规格表和所需的LED电流，找到一个电阻值

使用图形方法可以最好地解决此问题（分析方法可能太麻烦了：即使使用SPICE，您也必须为LED创建一个准确的模型）。

在LED的规格表中找到“正向电流与正向电压”图。

可以打印它，也可以将它复制到简单的图形应用程序（例如“ Paint”）中。

在LED的VI曲线上，注意所需电流下的LED电压

从电源电压中减去该电压

用该差除以所需电流，得到电阻的值

例如：

由于半导体效应，LED的VI曲线具有对数分量，而由于欧姆效应，LED的VI曲线具有线性分量。根据它们在特定LED中的相对贡献，曲线将显得更“弯曲”或更平坦。

如果必须使用分析方法，则可能需要用一条直线近似LED的VI特性曲线。例如：

只要所需电流在直线靠近VI曲线的区域内，您就可以解析地计算电阻。请注意，您需要使用二次方程式对其进行求解。因此，我认为图形方法仍然更加方便。

2.给定LED的规格表和电阻值，找到LED电流

同样，使用图形方法可以最好地解决此问题。

在LED的规格表中找到“正向电流与正向电压”图。

可以打印它，也可以将它复制到简单的图形应用程序（例如“ Paint”）中。

将水平轴从0 V扩展到电源电压

如果该电阻直接连接到电源（没有LED），则计算通过该电阻的电流：I =电源电压/电阻值

在垂直轴上的0 V处标记该电流

在水平轴上标记电源电压

通过这两点画一条直线：这是该电阻和电源电压的“负载线”

注意负载线与LED的VI曲线交叉的点：这是在该电阻和电源电压下LED的工作点。

例如：

3.给定通用类型的LED（无规格）和所需的LED电流，找到一个电阻值

如果没有规格，您将不得不猜测LED的VI曲线，然后使用上面的方法1。近似地，对于一个小型LED（与用于照明的功率LED相对），VI曲线的颜色确定。这组曲线取自T-1-3 / 4尺寸的规格表， Lite-On的20 mA LED。

请注意，LED电压随波长的减小而增加：例如，红外LED的波长最长，电压最低。这实际上是遵循量子力学原理（光子的能量与其频率成正比）。
请注意，实际上有3组曲线：

红外

红色到绿色

蓝色和白色（白色LED使用UV LED和磷光体）

因此，只要知道LED的颜色并假设它是低电流LED，就可以使用这些IV曲线来估算限流电阻的值。

4.给定LED的常规类型（无规格）和电阻值，找到LED电流

使用上面第2点所述的方法，这些相同的曲线可用于估算给定电阻器值的LED电流。

5.给定手中的LED（无规格）和所需的LED电流，找到一个电阻值

如果您想使用自己手中的LED并对其了解甚少，则需要使用经验方法来找到电阻值。

串联连接LED，一个100 Ohm电阻器（用于保护），一个1 kOhm电位计（可变电阻器）和一个DVM（数字电压表），用于测量电流，200 mA满量程

将该系列串连接到将用于为该LED供电的电源上

改变电位器，直到DVM显示所需的电流

断开锅，并测量其电阻

选择最接近该读数的标准电阻值（E6标准：100、150、220、330、470、680、1K等）

6.给定您手中的LED（无规格）和电阻值，找到LED电流

串联连接LED，电阻器和DVM（数字电压表），以测量200 mA满量程电流

将它们连接到用于为该LED供电的电源

测量电流

温度和电源电压的影响

使用上述方法之一，可以确定限流电阻的值或产生的电流。在标称电源电压和室温下都可以。但是，当任何一个发生重大变化时，LED电流也会发生变化。该曲线显示了LED的电压如何随温度变化。请注意，在25°C时，电压为100％，这是标称值。

更糟糕的影响是当电源电压非常接近LED电压时（例如3.0 V电源和2.5 V LED电压）：该电压会随着温度或电源电压的变化而明显变化。

作为一名优秀的设计师，您需要考虑最坏的情况，并确保LED仍会在一个极端下点亮，并且在另一个极端下不会被太硬地驱动（典型的小型LED能够处理最大数量的LED）。 30 mA连续电流）。

LED串联

如果您有多个同时点亮的LED，则最好将它们串联放置，以使相同的电流固有地流过所有LED。在这种情况下，LED电压会相加。因此，请确保电源电压足够高，可以为整个灯串供电。

LED并联

LED绝不能直接并联连接，因为它们将不会平均分担电流。相反，应在每个LED上串联一个电阻，以设置每个单独LED中的每个电流。

LED驱动器IC

当然，理想的解决方案是用电流源驱动LED。各种IC可用于以恒定电流驱动LED（甚至串联成串）。这样，LED的VI特性就变得至关重要。最简单的此类IC之一是ON Semi的NSI50010YT1G，这是一种2引线电流源，与LED串联放置，并且不管LED和电源电压（IC两端的电压）如何，均将电流调节为10 mA。必须介于1.8 V和50 V之间）。

许多LED驱动器IC都会提高电源电压，这在您使用单节电池进行操作时会非常好，尤其是在充电结束时其电压开始下降时。

确定LED极性

在讨论LED时，需要注意一些事项。通常认为，您可以通过查看LED的内部结构来判断LED的极性：“ LED芯片安装在作为阴极一部分的架子上”。也许。对于大多数LED（并非并非所有LED）而言，这都是正确的。

通过查看来确定圆形含铅LED极性的仅有两种方法是：

阳极引线较长（假设尚未切断）

圆形镜体在阴极引线的作用下具有平整的斑点

这是一个带有5个LED的板的示例，所有LED的阴极都在左侧。在右侧的4个LED中，架子在阴极上。在左侧（红色）的LED中，架子在阳极上。如有疑问，您始终可以在DIODE范围内使用DVM来查看LED朝哪个方向发光。

编辑：hfy