Modelo LED simple para simulación de circuitos

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Soy nuevo en electrónica y estoy aprendiendo lo básico para un pequeño proyecto para el hogar que involucra LED, fibra óptica y microcontroladores.

Me gustaría simular el circuito que planeo construir para comprender mejor las diferentes caídas de V y los valores de I en cada nodo a medida que cambio la estructura del circuito. He experimentado con varias herramientas gratuitas y hasta ahora 5Spice (Win, desktop) y Circuitlab.com han demostrado ser las mejores para mí.

Sin embargo, estoy atascado cuando intento simular los LED simples de 5 mm y 24 mA que compré ( enlace del fabricante aquí ). Ambas herramientas admiten la adición de LED, pero necesito establecer valores como N, TT, M_J, I_S, R_S, C_J0 y V_J.

Incluso después de leer los conceptos básicos de Spice y leer este otro Pregunta de StackExchange , no estoy seguro de qué valores puedo usar, y los procedimientos descritos allí están más allá de mi comprensión actual (básica), al menos por el momento. ¿Puede alguien ayudarme a proporcionar estos valores?

Mi fuente de alimentación será una constante de 4.5V y el voltaje de los LED está en el rango de 1.9v-3.2v (dependiendo del color) ¿Qué valores debo usar para una simulación básica? No puedo encontrar la hoja de datos en el sitio del fabricante.

Gracias,

    
pregunta Sebastian

2 respuestas

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Un LED normalmente tiene una relación de voltaje / corriente como esta:

Unarelacióntensión/corrientedeunaresistenciaesunalínearecta,quepasaporelorigen,conlapendientedefinidaporlaresistencia(delaleydeOhm:\$I=\frac{E}{R}\$).

LacurvadelLEDnoesdiferentedeunalínearecta,unavezqueseobtieneporencimade1,8Vomenos.Porlotanto,almenosparalaregiónoperativadelLEDentre"corriente que comienza a fluir" y "sobrecalentamiento", un LED no es diferente de una resistencia, con el voltaje hacia la derecha.

¿Cuál es el valor de esta resistencia imaginada? Bueno, en este gráfico parece que la curva pasa por \ $ (2V, 5mA) \ $ y \ $ (2.2V, 20mA) \ $. Si reorganiza la ley de Ohm, puede ver que un Ohm es un voltio por amplificador:

\ $ R = \ dfrac {E} {I} \ $

Nos ocuparemos de cambiar esta curva a la derecha más adelante, por lo que por ahora solo podemos considerar el cambio de voltaje y corriente entre los dos puntos que seleccionamos:

\ $ R = \ dfrac {\ Delta E} {\ Delta I} \ $

\ $ R = \ dfrac {2.2V - 2V} {20mA - 5mA} \ $

\ $ R = \ dfrac {0.2V} {15mA} \ approx 13 \ Omega \ $

Eso nos da la linea recta. ¿Cómo lo cambiamos a la derecha? Simple: todos los paquetes de simulación tienen una fuente de voltaje: un componente que tiene un voltaje que usted define en todas las condiciones. Para obtener el valor, simplemente podemos mirar nuestro gráfico y extender la línea para ver dónde se intersecaría con el eje Y (\ $ 0A \ $). Parece que alrededor de 1.8V. Así que aquí está nuestro modelo simple de LED, una fuente de voltaje y un LED en serie:

Estemodelosedescomponesilacorrientesevuelvemuypequeña.UnLEDrealseapagaybloquealacorrientecomoundiodo,peroenestemodelocomienzaaobtenerunacorrienteinversa,comoloharíaunaresistencia.Puedemejorarestoagregandoundiodoidealenserie,silodesea.

Haydetallesmásfinosqueestotampocosimula:nosimulaesa"rodilla" suave donde el LED comienza a encenderse. No simula la corriente de fuga inversa, ni los efectos de la temperatura, ni la fotocorriente. Sin embargo, la mayoría de esto no es significativo en los circuitos de LED prácticos.

En esa nota práctica: hay un modelo más simple que la mayoría de los ingenieros usan día a día: solo una fuente de voltaje. Para este LED, si solo asume que el voltaje a través de él cada vez que está encendido será \ $ 2V \ $ cuando esté encendido, probablemente esté lo suficientemente cerca. Si va a incluir una resistencia limitadora de corriente \ $ 1k \ Omega \ $ en serie, entonces el \ $ 13 \ Omega \ $ del LED apenas importa. Si la corriente es lo suficientemente alta como para desviarse significativamente de esa estimación de \ $ 2V \ $, el LED probablemente se destruya.

    
respondido por el Phil Frost
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Si su simulador de circuito admite la importación de un modelo SPICE , puede usar los modelos que se proporcionan a continuación para diferentes colores de LED.

*Typ RED GaAs LED: Vf=1.7V Vr=4V If=40mA trr=3uS
.MODEL LED1 D (IS=93.2P RS=42M N=3.73 BV=4 IBV=10U
+ CJO=2.97P VJ=.75 M=.333 TT=4.32U)

*Typ RED,GREEN,YELLOW,AMBER GaAs LED: Vf=2.1V Vr=4V If=40mA trr=3uS
.MODEL LED2 D (IS=93.1P RS=42M N=4.61 BV=4 IBV=10U
+ CJO=2.97P VJ=.75 M=.333 TT=4.32U)

*Typ BLUE SiC LED: Vf=3.4V Vr=5V If=40mA trr=3uS
.MODEL LED3 D (IS=93.1P RS=42M N=7.47 BV=5 IBV=30U
+ CJO=2.97P VJ=.75 M=.333 TT=4.32U) 

NOTA: Hay tres modelos disponibles aquí ya que diferentes colores de LED tienen características diferentes. Las líneas que comienzan con * son comentarios.

Los siguientes simuladores admiten la importación del modelo SPICE, que yo sepa.

Y como en su caso, el software tiene una interfaz para completar los parámetros, simplemente rellene manualmente los espacios en blanco utilizando los modelos que mencioné. p.ej. I_S = 93.1

    
respondido por el Mehrad

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