如何限制LED的电流

本文要点

描述了LED的I-V特性在不同应用电压下的电流

任何电流限制技术的目标是将LED的电流维持在所选的数值范围内

在恒流LED驱动器中，电源的电压在一定范围内变化，以限制所绘制的电流到指定的数值

 

在任何LED中，有必要限制正向电流以确保长寿命和良好性能LED正迅速成为现代照明系统的代表。LED只是当正向偏置时发光的二极管。电流从LED的阳极流向阴极并输出光。它们的光输出涵盖了所有可见光频率。一些LED发射红外线和紫外线。在任何LED中，有必要限制正向电流以确保长寿命和良好性能。在设计LED电路时，您可能会想知道如何限制LED的电流。在本文中，我们将讨论LED电路中的电流限制技术。

 

1LED的正向电压和正向电流

 

当LED正向偏置或通电时，电流从阳极流向阴极。在正向偏置条件下，LED的半导体结中发生电子空穴复合。LED中的电子空穴复合以光的形式释放能量。电子从高能带向低能带的跃迁会以光输出的形式进行自发发射。在反向偏置条件下，LED无法实现光输出。LED在正向偏置条件下的光输出颜色取决于其所使用的半导体化合物。LED是依赖于电流的器件，其正向电压和正向电流取决于半导体材料。类似于信号二极管，LED的特征是其正向电压和正向电流。通常，正向电压在1.2到3.6伏之间，正向电流在10到30毫安之间。正向电流对电压（I-V）特性是LED数据表中的重要曲线。让我们研究LED的I-V特性，以了解为什么需要限制LED的电流。

 

02LED的I-V特性

 

LED的I-V特性描述了在不同应用电压下通过它的电流。正向LED电流被作为电压的函数绘制出来。LED的I-V特性遵循非线性模式，与欧姆定律相悖。根据欧姆定律，电流和电压之间存在线性关系。在这种线性的I-V特性中，设备所绘制的电流随电压增加而增加。例如，电阻是遵守欧姆定律的线性电路组件。在电阻中，电压与电流之比始终等于电阻值。但LED不受欧姆定律的控制。在施加在LED上的电压达到正向电压之前，所绘制的电流非常低。当施加的电压超过正向电压值时，电流随电压增加呈指数增长。过多的电流流过LED会立即破坏它们，因此有必要限制过多的电流流动。

03如何限制LED的电流

 

在任何LED电路中，限制电流都是很重要的。从I-V特性中，可以得到给定特定光强度的LED正向电流值。任何电流限制技术的目标是将LED的电流维持在所选择的数值范围内。以下是一些有关如何在LED电路中限制电流的想法。

1. 并联LED电路在照明电路中，可以看到相同颜色的LED并联。每个分支所绘制的电流取决于内部电阻。这种方法只适用于相同颜色的LED并联。当颜色混合时，内部电阻最小的LED会绘制更多的电流，导致寿命缩短甚至烧毁。

2. 在LED的数据表中保持给定的正向电压值从稳定的直流电源应用电压可以调节，以维持LED的电压在正向电压范围内。这可能会影响光强度。如果用户对光强度输出满意，将电压调节到正向电压值是一种简单的方法。

3. 恒流LED驱动器LED驱动器是专用于LED应用的电源。有两种类型的LED驱动器，即恒定电压LED驱动器和恒流LED驱动器。在恒流LED驱动器中，电源的电压在一定范围内变化，以限制所绘制的电流到指定的数值。

4. 电流限制电阻电流限制电阻与LED串联连接。电流限制电阻可以插入串联和并联LED电路中。LED电流限制电阻通过在LED中维持一个指定水平的电流，该电流在LED数据表中给出的安全正向电流值范围内。电流限制电阻的值由已知参数确定，例如电源电压（Vsupply），正向电流（ILED）和正向电压（VLED）。电流限制电阻（RLED）的值可以通过以下公式给出：

 

结论

当您清楚了为了提供所需的光强度输出而需要的正向电流值时，那么如何限制LED的电流就很简单了。您可以使用Cadence的PCB设计和分析工具设计具有电流限制的LED电路。

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