resistencia limitadora de corriente LED y la ley de Ohm

Todos los LED se pueden modelar como diodos zener con un voltaje directo Vf específico de color / sustrato y una R resistiva en serie, donde se combinan ambos para proporcionar el Vf a la corriente nominal. Las Rs tienden a ser pequeñas, por lo que puede dejar de lado las aproximaciones de agregar resistores de serie limitadores de corriente. (ver abajo)

Por lo tanto, la corriente es no lineal y proporcional a la diferencia de voltaje entre la fuente y la caída de Vf a la corriente deseada.

Las baterías con baja variación de voltaje son ideales, como las celdas primarias de litio. La mayoría de las linternas blancas que usan 3V por LED usan estas resistencias sin serie ya que la celda Li también es de 3V Sin embargo, pueden especificarse una bandeja de LED ordenada para lograr esto.

Mi Regla de Pulgar es encadenar matrices de LED de tal forma que la diferencia de voltaje sea ~ 1V para la resistencia limitadora de corriente para un regulador fijo. Si el rango de suministro tiene un amplio rango, por ejemplo. 10 ~ 15V, entonces es mejor un circuito de sumidero de corriente constante.

Información adicional

Para mayor precisión en un rango más amplio de corrientes, puede determinar el valor Rs de las hojas de especificaciones para una temperatura dada. La tensión directa Vf también es una función de la temperatura que afecta ligeramente los resultados. Los Rs de los LED son mucho más bajos que los Rs dinámicos de los Zeners que usan uniones de silicio.

• Los dispositivos de 20 mA HB son < 20 ohmios.
• Los dispositivos de 300 mA HB son < 2 ohms.
• Los módulos de potencia 1Amp son ~ 0.3 ohmios.
• Rs para matrices de LED, agregue en serie y divida en paralelo.
• Los LED de tecnología antigua eran valores de Rs mucho más altos.
• Las Rs se reducirán a medida que la corriente aumente, pero puede aproximarse al 10% del valor de la corriente nominal y extrapolar si el dispositivo permanece a una temperatura constante.
• Debido al efecto Shockley con variación de voltaje, en realidad se puede calcular la temperatura de la unión a partir de la caída de voltaje de un LED calibrado.

Porque no toda la tensión de 5 V se cae a través de la resistencia. Algunos se dejan caer a través del LED ... si usaron 3.4V en el ejemplo, debe haber sido un LED azul o blanco ... dejando solo 1.6V a través de la resistencia.

Pon un LED rojo allí (que cae 1.7V) y dejaría 3.3V a través de la resistencia. Entonces, ¿qué resistencia necesitarías para obtener 5ma ahora?

La ley actual de Kirkhoff nos dice que la corriente a través de dispositivos en serie es la misma en todos los dispositivos. Cualquier corriente que fluya a través de la resistencia es la misma corriente que fluye a través del diodo. Por lo tanto, solo necesitamos determinar la corriente a través de la resistencia, lo que nos dice qué corriente es también a través del diodo.

Como el voltaje a través de la resistencia es, de hecho, aproximadamente el voltaje de suministro menos el voltaje caído por el diodo, y estamos aplicando la ley de Ohm a la resistencia, tenemos que usar ese voltaje.

No podemos utilizar la tensión de alimentación completa presente tanto en la resistencia como en el diodo para calcular la corriente solo a través de la resistencia.

  

En realidad, tal vez podamos. Hay situaciones en las que puede obtener una aproximación útil suponiendo que la caída de voltaje en una unión de diodo es cero. Supongamos que la tensión de alimentación es algo bastante alta, como 30V. Si pretende que un diodo no deja caer ninguna tensión cuando conduce, es decir, baja 0V en lugar de 1.2V o lo que sea, el error en el cálculo es del 4%. Ahora considere que algunos componentes tienen tolerancias de hasta un 5%. En algunos circuitos, es lo suficientemente bueno como para usar un modelo de diodo como una simple válvula de una vía. Esa es la primera aproximación. Por ejemplo, cuando construimos un puente rectificador de onda completa en una fuente de alimentación, no siempre pensamos mucho en la caída de voltaje de los diodos. La segunda aproximación del diodo es modelarlo como una válvula de una vía con un voltaje de compensación (como 0.7 para un diodo de silicio). Eso cubre la mayoría de los escenarios restantes que ocurren. Luego, el siguiente modelo es algo más exacto, que modela la curva de voltaje-corriente del diodo, las corrientes de fuga y otras cosas.

     

Pero hay una diferencia entre cometer un error y hacer una elección justificada del modelo.