ตัวต้านทาน จำกัด ปัจจุบันสำหรับ LED มีผลต่อกระแสและแรงดันตกอย่างไร

ฉันมีปัญหาเล็กน้อยในการทำความเข้าใจกับตัวต้านทานกระแส จำกัด กระแสในวงจร LED ที่เรียบง่าย ฉันรู้ว่าฉันสามารถกำหนดตัวต้านทานที่เหมาะสมเช่น:

$\displaystyle R=\frac{V_{s}-V_{f}}{I_{f}}$

แต่ฉันมีความเข้าใจยากว่าค่าหนึ่งนี้ปรับเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าและกระแสเป็นค่าที่ถูกต้องสำหรับ LED ตัวอย่างเช่นหากการคำนวณของฉันสำหรับ LED สีฟ้าสดใสเป็นพิเศษ (โดยเป็น 3.0-3.4 V และเป็น 80 mA และแหล่งกำเนิดแรงดันไฟฟ้า 5 V) ให้ฉัน 25 โอห์ม (ใช้ขอบเขตล่างของ แรงดันไปข้างหน้า) ไม่เป็นไร ดังนั้นกระแสตลอดควรเป็น 80 mA และแรงดันไฟฟ้าตกสำหรับตัวต้านทานและ LED ควรเป็น 2 และ 3 โวลต์ตามลำดับ$V_{f}$$I_{f}$

แต่ถ้าฉันใช้ตัวต้านทาน 100 โอห์มแทนล่ะ หรือค่าอื่น ๆ - ฉันจะคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกและกระแสได้อย่างไร ฉันจะสมมติว่าหนึ่งในนั้นยังคงเหมือนเดิมหรือไม่

แรงดันไฟฟ้าตกไปข้างหน้า LED จะยังคงอยู่ (ประมาณ) เหมือนกัน แต่กระแสสามารถเปลี่ยนแปลงได้ดังนั้นการคำนวณจึงกลายเป็น (การแก้สมการเดียวกันสำหรับ I):

ดังนั้นสำหรับ 3Vและอุปทาน 5V ให้ต้านทานจะให้mA 100Ω ( 5 V - 3 V ${V_f}$$100\Omega$${(5V - 3V)\over{100 \Omega }} = 20 mA$

ดังนั้นหากคุณรู้ว่าคุณต้องการกระแสอะไรเพียงแค่เสียบค่าเช่น 10mA:

โดยพื้นฐานแล้วความจริงที่ว่าแหล่งจ่ายไฟและแรงดันไปข้างหน้าของ LED สามารถพึ่งพาได้ว่าเป็นค่าคงที่ซึ่งหมายความว่าตัวต้านทานค่าใดก็ตามที่คุณใส่จะมีแรงดันคงที่ (เช่น ~ 2V ในกรณีนี้) ดังนั้นมันจึงทิ้ง ให้คุณหาแรงดันไฟฟ้านั้นและเลือกค่าความต้านทานตามกระแสที่คุณต้องการ

ด้านล่างคือเส้นโค้ง VI ของไดโอด (จากหน้า LED ของ wiki ) สังเกตว่ากระแสไฟฟ้าพุ่งสูงขึ้นอย่างมาก (ชี้แจง) แต่แรงดันยังคงอยู่ในระดับเดียวกันเมื่อถึงแรงดันไฟฟ้า "ถึง"

สำหรับการควบคุมกระแสที่แม่นยำยิ่งขึ้นคุณจะต้องใช้กระแสคงที่ซึ่งเป็นสิ่งที่ IC ไดร์เวอร์ LED ส่วนใหญ่มีให้

เพื่อช่วยให้คุณเข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้นลองสิ่งนี้

สมมติว่าแหล่งจ่ายไฟ 5 โวลท์ใส่ LED สองดวงลงในซีรี่ส์เดินหน้า ไม่มีตัวต้านทาน เพิ่มพลัง สิ่งที่เกิดขึ้นคือทั้งคู่สว่างขึ้น และกระแสก็ถูก จำกัด ด้วยการปล่อยแสง ไม่มีตัวต้านทาน

ตราบใดที่คุณไม่ได้รวมแรงดันไปข้างหน้าของ LED พวกเขาจะ จำกัด กระแสของตัวเองตามกำลังการผลิตไฟฟ้า

นอกจากนี้คุณยังสามารถใช้ไดโอด1N914 ที่เหมือนปกติเพื่อทำหน้าที่เป็นตัวต้านทานซึ่งแต่ละตัวจะมีแรงดันตกด้านหน้า 0.7 โวลต์ ด้วย 5 โวลต์คุณสามารถใช้ไดโอด 1N914 สามตัวและ LED โดยไม่ต้องแยกทางแยกออก ตอนนี้จินตนาการการถอดไดโอด หรือเพิ่มอีกหนึ่ง

'ความต้านทาน' ใน LED ที่เหนือกว่า 0.7 โวลต์เป็นความต้านทานเสมือนโดยที่มันเป็นจริง แต่ไม่ได้เกิดจากองค์ประกอบของคาร์บอน แต่ทางแยกกำลังเปล่งแสงในระดับพลังงานที่แน่นอน ซึ่งเป็นปัจจุบันคูณแรงดันไปข้างหน้า (คูณด้วยระดับประสิทธิภาพ)