¿Cuál es la diferencia entre el voltaje directo típico y el máximo para un LED?

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La hoja de datos para algunos LED que estoy considerando enumera Voltajes delanteros como 2.7V típicos y 4.2V max. (Estoy mirando la versión "blanco cálido").

En el pasado, solo he mirado el voltaje directo típico para calcular el valor de la resistencia. Pero nunca he usado un LED donde el valor máximo pueda ser tan diferente del típico.

¿Qué factores afectan la tensión directa real? ¿Variedad de fabricación? ¿Temperatura? ¿Corriente? ¿Algo más?

Supongamos que tengo un suministro de 3.3 V y que quiero conducir uno de estos LED a 20 mA. Basado en el voltaje directo típico de 2.7V, usaría una resistencia de 30 ohmios. Pero si termino con un LED que realmente tiene un voltaje directo de 4.2V, no se encenderá porque 4.2V > 3.3V.

¿Cómo diseñas un circuito para acomodar un rango tan amplio de voltajes directos, o hay una razón por la que no tengo que preocuparme por el máximo voltaje hacia adelante?

    
pregunta Adrian McCarthy

5 respuestas

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El valor medio de los voltajes típicos es 2.55V y 3.14V para los valores máximos. Sin embargo, conectar el mismo valor de resistencia para un LED de 2.2V frente a un LED de 4.0V sería un nivel de intensidad y brillo muy diferente.

Fuente: enlace

  

Supongamos que tengo un suministro de 3.3 V y que quiero conducir uno de estos   LEDs a 20mA. Basado en el voltaje directo típico de 2.7V, usaría un 30   Resistencia ohm. Pero si termino con un LED que realmente tiene un delantero   voltaje de 4.2 V, no se encenderá porque 4.2 V > 3.3V.

El voltaje directo típico significa que el LED se encenderá, cuánto depende del mismo LED e incluso de la construcción del LED (ángulo de visión ECT) (sin mencionar que el ojo humano ve algunos colores mejor que otros, por lo que incluso dos LED con la misma intensidad no se percibirán a la misma intensidad).

La única forma que encontré para obtener LED con la intensidad correcta es estacionar las resistencias y luego ajustar los valores según la intensidad, a veces conseguiré que algunas personas lo vean si está en una producto.

La otra forma es usar un controlador de corriente constante, que es más complicado, pero te permite evitar una caída de voltaje si no puedes pagarlo:


Fuente: enlace

    
respondido por el laptop2d
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Supongamos que tengo un suministro de 3.3 V y que quiero conducir uno de estos   LEDs a 20mA.

En un entorno de producción, no utiliza un LED con una V f máxima que la tensión de alimentación. En un proyecto de hogar, puedes intentarlo.

La solución es seleccionar un LED con una V f que no exceda la tensión de alimentación.


  

¿Cómo diseñas un circuito para acomodar una gama tan amplia de   voltajes delanteros

Muchos fabricantes fabrican LED "bin" por V f para que pueda comprar sus LED en base a un rango de voltaje hacia adelante.

Un ejemplo a continuación es donde Samsung empaqueta (almacena) los LED en 3 rangos de V f .


  

¿Quéfactoresafectanlatensióndirectareal?

  • actual
  • temperatura
  • variacióndefabricación

LamayoríadelashojasdedatosLEDtendránungráficoIVquemuestralaVftípicaaunatemperaturaespecífica.

LosLED

tienenuncoeficientedetemperaturanegativo.Porejemplo,laVfdeunLEDpuededisminuir0.006Vporcadaaumentodetemperaturadeungrado.LosLEDsuelenespecificarseparafuncionardondelatemperaturaambienteestáentre-40°Cy+85°C.Conuncoeficientede6mV,laVffluctuaráa0.75Ventodosurangodetemperaturadeoperación.

Los LED

se fabrican mediante el crecimiento de cristales epitaxiales sobre un sustrato. Por lo tanto, debido a la naturaleza del proceso de fabricación, V f puede variar incluso cuando los LED provienen de la misma oblea.

    
respondido por el Misunderstood
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Los LEDs deben ser activados con corriente nominal. Así es como las personas se acomodan para las grandes diferencias de Vf.

El circuito más simple es tener un suministro de voltaje mucho más alto (que Delta-Vf) y usar una resistencia del valor correspondiente. Entonces, las variaciones más pequeñas en Vf no cambiarán mucho la corriente de suministro, y los cambios en la emisión de LED serán despreciables para el ojo humano. Pero esta solución no es muy eficiente energéticamente.

Una mejor manera es tener una fuente de CC (corriente constante), hay varios circuitos publicados en EE.

Las fuentes CC lineales no son soluciones eficientes, por lo que para los LED de potencia media a alta se debe usar un controlador CC basado en conmutadores.

Si una resistencia o una fuente de CC controla un LED, la tensión directa aparecerá automáticamente de acuerdo con el diagrama I-V inherente del LED, por lo que a nadie realmente le importa lo que sea.

Además, con 20-30 mA y alrededor de 3.3 V, la disipación de calor de este LED será de aproximadamente 100 mW, lo que causará un aumento sustancial de la temperatura del troquel debido a la pequeña caja de plástico y no a la ruta de transferencia de calor. Los LED I-V tienen una dependencia sustancial de la temperatura del troquel, y el Vf cambiará en otros 0.2V.

Usted simplemente no puede controlar el Vf, y la variación de fabricación en Vf es en gran medida un parámetro "no importa" para la información principalmente ".

    
respondido por el Ale..chenski
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Creo que te estás confundiendo un poco porque los LED son dispositivos controlados por corriente. Hasta cierto punto, la tensión directa "típica" se encuentra en una corriente de impulsión segura típica, mientras que la tensión directa máxima puede ser la corriente pulsada máxima que el LED puede manejar, pero no tiene una vida útil prolongada.

Compro LED blancos puros de alta eficiencia redondos de 5 mm que emiten 1 vatio de luz y consumen aproximadamente 1/9 vatio de potencia. El voltaje directo es 2.9, que es el voltaje de encendido mínimo, hasta un máximo de 3.5 voltios.

Sé que necesito al menos 2.9 voltios para atenuarlos, y limitar o corregir la corriente dependiendo de cuánto tiempo quiero que dure contra el brillo. La fabricación indica que 20 mA continuos o 30 mA pulsados a 10% del ciclo de trabajo son los valores actuales típicos máximo .

Entonces, en última instancia, tiene una fuente de voltaje lo suficientemente alta como para encender el LED por completo, pero limita la corriente utilizando un sumidero o una pinza de corriente o una resistencia fija vinculada a una fuente de voltaje fijo. Corro el mío entre 15 y 16 mA en bloques de 25, por lo que necesito una fuente de 75 voltios para encenderlos.

Pero mi fuente es 1/2 ola 120 VCA, por lo que mi fuente es de aproximadamente 85 voltios. Unos pocos ohmios de resistencias limitan la corriente a una seguridad de 15 a 16 mA. La versión futura puede incluir un sumidero de corriente para bloquear la corriente del LED incluso si el voltaje de la fuente fluctúa. Lea el comentario de @laptop y el enlace a algunos sumideros y abrazaderas actuales útiles.

Es importante comprender que el voltaje directo típico debe combinarse con una corriente de transmisión segura, generalmente 2/3 del valor máximo nominal para que el LED funcione de manera fría y tenga una larga vida útil. Si lo ejecuta en modo pulsado, tome 2/3 del límite de corriente pulsada máxima como un buen valor seguro.

A los LED no les importa el voltaje de la fuente siempre y cuando esté por encima de su voltaje nominal mínimo. Se preocupan mucho por la corriente del variador de esta fuente de voltaje. Trate de no confundir el voltaje y la corriente.

    
respondido por el Sparky256
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  • No hay ningún cambio en Vf para la temperatura de color blanco, que es puramente un control de la capa de fósforo sobre el sustrato de LED azul
  • Su documento de un proveedor tercero copiado de alguna fuente desconocida tiene un error tipográfico en las especificaciones publicadas para Vf

Vf typ debería leer Vmin

  • Los LED, como todos los diodos, zeners e interruptores de transistores saturados, comienzan desde un umbral en forma de rodilla. Vt (o Vzt en Zeners) es obvio en los gráficos VI.

  • Lo que hace que el voltaje suba por encima de esto depende de qué tan pequeño sea el chip y algunos controles de fabricación.

    • la pendiente de la corriente ascendente es más pronunciada para los chips más grandes (y también para diferentes escalas en los gráficos VI)
  • el tamaño del chip y, por lo tanto, la clasificación de potencia del paquete están inversamente relacionados con la pendiente de la curva VI.
  • la pendiente aumenta con el tamaño de viruta adecuado y aumenta la disipación de potencia en el paquete. por encima de Vf max solo se debe a la resistencia "mayor" del diodo
  • cuando están saturados, todos los diodos tienen esta serie efectiva R, ESR y ESR = k / Pmax
  • aunque la hoja de datos no especifica esta pendiente I / V o el gráfico "typ" de VI debido a amplias variaciones de fabricación
    • es decir, controles de calidad, rendimiento, costo de gran epi-oblea y muchas segundas fuentes que pueden ser calificadas por una fábrica que ahorra costos y también históricamente por mejoras en los procesos de los proveedores
  • La propagación más amplia está en el lado alto de Vf, por lo que un LED blanco podría ser
    3.0V + 0.4 / -0.2V
    o + 0.2 / 0.1V
    o solo bin +/-. 1V o menos
  • o PEOR como en tu caso con un diferencial
    de 1.5V desde 2.7 hasta 4.2V. que creo que es
    3.2V + 1.0 / -0.5V
    Pero, de nuevo, creo que estas son especificaciones falsas. , etiquetado incorrectamente y amp; no hay condiciones de prueba espero que esto sea

información antigua

ESR nom. varía de 1 / Pmax a 0.25 / Pmax para el mejor tipo de LED de mayor potencia.

Por lo tanto, un LED de 5 mm y 65 mW = 15 ohmios y un LED de 1W es el típico de 1 Ohm, mientras que los LED de 3W son de 1/3 ohmios. mientras que los mejores LED de potencia son 1/4 de ese diodo.

Para un Vf usando un LED blanco de 5 mm a 20mA con Vf = Vt (3mA) + ESR * Si @ 25’C

Suponiendo Vt ~ 2.8 @ 2mA. (tensión de umbral de rodilla, Vt o ~ 10% de la corriente nominal).

ESR = (Vf-Vt) / 20mA Para Vf = 3.1,3.4
ESR = 15, 30 ohmios

15 ohmios es el valor nominal esperado de una pieza blanca de 5 mm y 65 mW.

Nunca aceptaría esta parte con una especificación de 4.2 V, incluso si el proveedor dijera que en realidad era a 30 mA.

ESR = (4.2-2.8) / 30mA = 47 ohmios o 3 veces el valor nominal de "buena calidad". Esto es equivalente a una tolerancia de + 300% inaceptable para los estándares de hoy. Y muy probablemente otro error en la especificación.

La misma relación de potencia inversa a ESR es cierta para los diodos de silicio.

Aquí hay algunos LEDs 1 / 3W 5050 - Las mejores fuentes son pocas pero existen

Si prefieres 100% single bin White,
Esto es lo que solía vender y todavía tengo algunas sobras en bolsas de 200 pc.
 3.0-3.1V @ 20mA
 30 grados 16,000 ~ 20,000 mcd (demasiado brillante para ver de cerca)
 4000’K ~ 4500’K
(también similar en rojo, amarillo, azul, verde verdadero, aqua)

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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