สูตรที่ถูกต้องสำหรับตัวต้านทาน จำกัด กระแส LED?

ฉันกำลังพยายามหาว่าตัวต้านทานค่าใดที่จะใช้ในวงจรไฟ LED สมการที่ฉันใช้ทำสิ่งนี้คือ:

R = \frac{V_{c c} - V_{f}}{I_{f}}

$R = \frac{V_{cc} - V_f}{I_f}$

ดูสมเหตุสมผลและสมเหตุสมผลดี คำตอบของคำถามฉันจะคำนวณค่าตัวต้านทานสำหรับวงจร LED อย่างง่ายได้อย่างไร ยืนยันด้วย

ฉันมีไฟ LED ต่อไปนี้:

$V_f = 3.3V$
$I_{f_{typ}} = 20mA$

ใช้แหล่งจ่ายไฟ 5V:

$V_{cc} = 5V$

การเสียบสิ่งเหล่านี้เข้ากับสมการข้างต้นให้:

\begin{array}{rcl} R & = & \frac{V_{c c} - V_{f}}{I_{f}} \\ = & \frac{5 V - 3.3 V}{20 m A} \\ = & 85 Ω \end{array}

$\begin{eqnarray} R & = & \frac{V_{cc} - V_f}{I_f} \\ & = & \frac{5V - 3.3V}{20mA} \\ & = & 85\Omega \end{eqnarray}$

ดีมากจนถึงตอนนี้

แต่ถ้าผมใช้เครื่องคิดเลขที่http://led.linear1.org/1led.wizที่ทำให้ผม100Ω ถ้าผมใช้แอป ElectroDroid บนโทรศัพท์ของฉันที่ทำให้ผม85Ω

ดังนั้นฉันคิดว่าเครื่องคำนวณเชิงเส้น 1 ใช้วิธีการอื่นในการคำนวณค่าตัวต้านทานนี้ มีวิธีที่ดีกว่าในการทำเช่นนี้?

led resistance current-limiting

— Jeremy Kerr
แหล่งที่มา

สวัสดีคุณพูดได้ไหมว่า Vf คืออะไรและหากเป็นเช่นนั้น (เพียงแค่น่ารัก: P)

— Sean87

@ Sean87: แรงดันไปข้างหน้า (Vf) และกระแสไปข้างหน้า (ถ้า) ของ LED

— Jeremy Kerr

คำตอบ:

การคำนวณของคุณถูกต้อง linear1รอบขึ้นไปต่อไปค่า E12ซึ่งเกิดขึ้นเป็น 100 \ค่า E12 ที่ใกล้ที่สุดจะเป็น 82และนั่นก็ยังคงปลอดภัยเพราะแม้ว่ากระแสจะสูงกว่าความแตกต่างก็จะเล็กภายใน 10% ของซีรีย์ E12 $\Omega$ $\Omega$

แก้ไข
Purists อาจพูดว่าฉันกำลังตัดมุมที่นี่ รัสเซลมีคำตอบที่ยาวเกี่ยวกับการแก้ปัญหาซ้ำและคนอื่น ๆ คร่ำครวญ (เฮ้ไม่มีความผิด!) เกี่ยวกับการปัดเศษความปลอดภัยมากขึ้น คำตอบของฉันคือตั้งใจที่จะปฏิบัติ ; ไม่มีวิศวกรออกแบบมืออาชีพที่สามารถใช้เวลา 15 นาทีในการคำนวณตัวต้านทานสำหรับ LED สีแบบคลาสสิก หากคุณอยู่ต่ำกว่าค่าสูงสุดที่อนุญาตในปัจจุบันคุณจะมีพื้นที่ว่างเพียงพอสำหรับการปัดเศษและค่ากลมจะไม่สังเกตเห็นได้ในความสว่าง สำหรับไฟ LED ส่วนใหญ่ที่รับรู้ความสว่างไม่ได้สูงกว่าค่าปกติมากถึง 20mA

— stevenvh
แหล่งที่มา

Ah! ทำให้รู้สึกขอบคุณ ใช่82Ωดูเหมือนจะใกล้พอที่ 20.7mA

— Jeremy Kerr

คุณสามารถตรวจสอบการปัดเศษขึ้น หากคุณเลือก 21mA ตัวต้านทานควรเป็น 81และ linear1 จะแสดง 82อีกครั้งสำหรับค่า E12 ถัดไป

Ω

$\Omega$

Ω

$\Omega$

— stevenvh

ลัทธินิยมนิยมถอนหายใจ ... ฉันคิดถึงการทำงานร่วมกับผู้คนในทางปฏิบัติ ประเภทวิศวกรรมทางปัญญามักจะไป OCD ในสิ่งที่ไม่มีจุดหมายอย่างเต็มที่ที่ค่าใช้จ่ายของจริงๆสิ่งที่สำคัญเช่นตารางเวลา (และแบ่งอาหารกลางวันและวันหยุดสุดสัปดาห์กับครอบครัว / เพื่อน) ...

— อดัมอเรนซ์

@Madmanguruman - ... มีเครื่องดื่มกับเพื่อน ๆ บนระเบียงใจกลางเมืองในตอนเย็นที่มีแดด แน่นอนคุณต้องจัดลำดับความสำคัญของคุณ !

— stevenvh

@ Jeremy - 100mA ค่อนข้างสูงอาจเป็น Absolute Maximum Ratings (AMR) คุณไม่ควรทำงานอย่างต่อเนื่องภายใต้ AMR อย่างที่บอกไว้ว่ามันเป็นAbsolute Maximumซึ่งหมายถึงรับประกันความเสียหายได้เกือบทั้งหมด แต่อย่างที่บอกไปแล้วไฟ LED ส่วนใหญ่ไม่ได้รับความสว่างมากกว่า 20mA เลย

— stevenvh

สูตรของคุณถูกต้อง แต่ต้องทำอย่างถูกต้องคุณจะต้องวนซ้ำผลลัพธ์ นี่เป็นเพราะแรงดันตกไปข้างหน้า LED ไม่เป็นเชิงเส้นกับกระแส (หรือกระแสไม่ตรงกับแรงดันตกข้างหน้าในหลาย ๆ กรณีผลกระทบนี้ไม่มีนัยสำคัญ แต่ในบางกรณีอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาด 2: 1 หรือมากกว่า .

ในกรณีที่มีแรงดันไฟฟ้า "headroom" มากมายสำหรับตัวต้านทานซีรีส์ - ความแตกต่างระหว่าง Vcc และ Vf - ผลลัพธ์ดั้งเดิมมีแนวโน้มที่จะใกล้เคียงพอที่จะแก้ไขเพื่อไม่ให้เกิดปัญหา แต่ถ้าแรงดันไฟฟ้าส่วนหัวมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับ Vf การเปลี่ยนแปลงใน LED Vf กับปัจจุบันจะเปลี่ยน headroom ซึ่งจะเปลี่ยนกระแสซึ่งจะเปลี่ยน Vf ซึ่งจะ ... สิ่งนี้จะเกิดขึ้นจริงในสถานการณ์จริง

สำหรับไฟ LED สีขาว Vf โดยทั่วไปอยู่ในช่วง 2.9V ถึง 4V โดยมีค่าทั่วไปมากกว่า 3.3 - 3.8V จนกระทั่งค่อนข้างเร็วและพูดว่า 3.0 - 3.3V ใน LED ประสิทธิภาพสูงกว่ารุ่นใหม่ ในแอปพลิเคชั่นการผลิตที่จริงจัง Vf จะพร้อมใช้งานใน "ถังขยะ" ดังนั้นจึงสามารถรับประกันได้ภายใน +/- 0.1V ณ เวลาที่กำหนด ในการขายปลีกคุณอาจได้รับตัวอย่างจากถังขยะทุกถังและ Vf อาจเป็นเช่น 3.3V สำหรับ LED หนึ่งหลอดและ 3.6V สำหรับอีกหลอดหนึ่งที่มีชื่อเหมือนกัน

หากใช้งานจาก 5V หัวไม้จะเป็น 1.7V และ 1.4V ตามลำดับสำหรับการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันประมาณ (1.7-1.4) /1.7 = ~ 18% เพิ่มการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยใน Vf ที่มีกระแสสูงกว่าและเปลี่ยนแปลง 20% ในหากอาจส่งผลให้ไฟ LED "เหมือนกัน" ในกรณีส่วนใหญ่สิ่งนี้จะไม่สร้างความแตกต่างในทางปฏิบัติเพียงเล็กน้อย แสงที่ส่องออกมานั้นมีสัดส่วนประมาณกระแส - 20% ของแสงที่ส่องไม่สามารถตรวจพบได้ด้วยตาเปล่า

หากนี่คือ LED กำลังไฟ 5 วัตต์ความแตกต่างของการกระจาย LED อาจเป็น 1 วัตต์และอาจทำให้ความแตกต่างของอุณหภูมิและอายุการใช้งาน

ทั้งหมดนี้นำไปสู่คำแนะนำว่าในแอปพลิเคชั่น "ร้ายแรง" ไฟ LED ควรถูกขับเคลื่อนจากแหล่งจ่ายกระแสคงที่ถ้าคุณใส่ใจกับการใช้งานจริงในปัจจุบัน ในบทบาท "ตัวบ่งชี้" หรือแอปพลิเคชันการให้แสงสว่างระดับต่ำสิ่งนี้อาจไม่สำคัญ ในแอปพลิเคชันพลังงานสูงหรือที่อายุการใช้งาน LED มีความสำคัญดังนั้นไดรฟ์ปัจจุบันคงที่เป็นสิ่งจำเป็น

— Russell McMahon
แหล่งที่มา

ในขณะที่ถูกต้องตามหลักวิชาฉันไม่ทราบว่ามีวิศวกรคนใดที่เสียเวลาในการทำซ้ำสำหรับ LED แบบคลาสสิก (BTW วิธีกราฟิกจะเร็วกว่า) ความแตกต่างของรูปลักษณ์นั้นเล็กเกินไป (และหากว่าคุณไม่ได้ใช้งาน LED ในระดับสูงสุดในปัจจุบันซึ่งคุณไม่ควรทำ)

— stevenvh

@Russel - อะไรคือ "Ref: TMBJ" ในตอนท้ายของคำตอบสุดท้ายของคุณ? พจนานุกรมคำย่อบอกว่ามันเป็นอย่างใดอย่างหนึ่งพวกเขาอาจเป็นเจไดหรือเทอร์โม Minerva ร่างกายแจ็คเก็ต ถ้าเป็นซิกมันอยู่ในโปรไฟล์ของคุณ คุณสามารถแก้ไขชื่อผู้ใช้ของคุณได้เช่นกันหากคุณต้องการให้มันแสดงในคำตอบทั้งหมดของคุณ

— Kevin Vermeer

@ เควิน - ฉันเดาว่า "นี่อาจเป็น (J) มีประโยชน์" :-) ในความคิดเห็นต่อคำตอบนี้ฉันได้อธิบายว่าทำไมมันจึงถูกลบอย่าง Kortuk

— stevenvh

ตอนนี้คุณรู้ว่าวิศวกรคนหนึ่งที่ทำซ้ำกระแส LED เมื่อมันเป็นความคิดที่ดีที่จะทำ ถ้าคุณจำเป็นต้องทำซ้ำคุณจะมีที่ว่างน้อยเกินไปเพื่อความปลอดภัย - แต่ถ้าคุณมีที่ว่างน้อยเกินไปสำหรับความปลอดภัยคุณต้องย้ำ ไม่มีเหตุผลที่จะไม่ใช้งาน LED ที่มีค่า RATED สูงสุดในปัจจุบันหากรองรับความต้องการและถ้าคุณออกแบบอย่างถูกต้อง ฉันมี LED ประมาณ 2 ล้านดวง "ออกไปข้างนอก" ซึ่งได้รับการออกแบบอย่างถูกต้อง :-) (และขับกระแสคงที่)

— รัสเซลแม็คมาฮอน

อ่า - ปีศาจตกต่ำผีได้ตีเกือบหนึ่งปีหลังจากเหตุการณ์

— รัสเซลแม็คมาฮอน