Estoy modificando una pcb con 9 LED RGB que tienen tres resistencias cada una normalmente. Sé que es la forma correcta de hacerlo. Sin embargo, ¿cuál es la desventaja de conectarlos como se muestra a continuación?
Los resistores tienen una potencia nominal más alta en comparación con tres resistencias en cada configuración.
No funcionará bien, o no funcionará.
Resalta la tentación, no es una idea demasiado brillante.
Con 220R para todos los LED del mismo color, cuando se encienden más de 1 LED del mismo color, comparten la corriente. Así que todos se vuelven más débiles.
Normalmente, R para cada LED define la caída y la corriente de voltaje deseadas para cada color donde el Rojo tiene la Vf más baja.
para LED se usan en parte porque los LED tienen un coeficiente de temperatura negativo, y esto conduce a un desbordamiento térmico. Cuando el LED conduce, una parte de la energía que pasa a través de él se desperdicia como calor, proporcional a la corriente que fluye a través de él. Si el LED no es capaz de desprenderse del calor lo suficientemente rápido, se calienta, lo que disminuye su resistencia. Esto aumenta la corriente y, a su vez, aumenta la temperatura del LED.
Una resistencia en serie tiene un coeficiente de temperatura positivo, por lo que la corriente a través de la resistencia aumenta y la resistencia se calienta, su resistencia aumenta y disminuye la corriente nuevamente. Para lograr esto, hay una cantidad mínima de energía que la resistencia debe desperdiciar por su coeficiente de temperatura para contrarrestar los LED, e incluso en productos comerciales como linternas o faros, la resistencia puede utilizar casi la mitad de la potencia del LED. Lo que me molesta cuando lo veo. A niveles de corriente más bajos, debido a que las pérdidas de potencia debidas a la resistencia son \ $ I ^ 2R \ $, esto puede ser insignificante, pero para los LED de alimentación se suma mucho.
El problema de tener múltiples LEDs compartiendo una resistencia es que una vez que la corriente pasa a través de la resistencia, será compartida entre los LED, dependiendo de sus propiedades individuales. Esto seguramente resultará en que un LED se dibuje más actual que los otros, lo que lo calentará y hará que aún más corriente. La resistencia limitará la corriente total, pero no obligará a los LED a compartirla correctamente.
Otro propósito que pueden tener estas resistencias es dimensionarse (en vatios) para que actúe como un fusible para ese LED. Se elige una resistencia de un tipo que no se abrirá (lo cual creo que la mayoría, si no todos, lo hacen).
Esta no es la única forma de evitar el desbordamiento térmico, solo la más simple. Para eliminar la resistencia del circuito y aún hacer que el LED funcione correctamente, debe realizar las mismas tareas que la resistencia está realizando para usted.
1.) Regule el voltaje: la eficiencia del LED tiende a responder al voltaje instantáneo, por lo tanto, mientras que puede atenuar o disminuir la corriente a través de un LED con modulación de ancho de pulso, la eficiencia del LED tenderá a sufrir si el voltaje que se pulsa es demasiado Alto, incluso si el LED no se apaga. Esto importará menos cuanto mayor sea la frecuencia, ya que la inductancia parásita comienza a suavizar las cosas, pero descubrí que alrededor de 200 a 1000 Hz, si PWM 10V lleva el LED al mismo brillo que le da una constante de 3.2V, se nota notablemente más caliente.
Puede regular el voltaje de muchas maneras, incluso seleccionando una fuente de alimentación diferente, pero dependiendo de la cantidad de caída de voltaje que la resistencia le está dando, puede valer la pena regular el voltaje Pre-PWM al LED.
2.) Evite el desbordamiento térmico: regular el voltaje en un LED solo es suficiente si el LED se está enfriando a una velocidad mejor que un cierto umbral. Una resistencia en serie regula no solo la tensión aplicada al LED, sino también la corriente a través de él, por lo que esto se puede lograr mediante el control de modo actual del LED. Un controlador de modo de corriente de 100 mA dará al LED la misma corriente independientemente de cómo cambie su resistencia, por lo que el LED se calentará, alcanzará un equilibrio térmico y, en lugar de un cambio de corriente debido a la temperatura, el brillo disminuirá sutilmente, pero en una condición desbocada no ocurrirá.
3.) Si está fabricando un dispositivo comercial con una garantía, es mucho más barato reparar una resistencia 2c que un LED de 30c. En un caso, como electricista, hice esta reparación precisa de algunos discos LED. En muchos casos, no vale la pena reparar los dispositivos, pero incluso en el mundo moderno pueden serlo si la reparación es lo suficientemente simple como para no requerir remoción, reemplazo, reenvío, mantener a un cliente esperando, ETC. Entonces, si este es el caso, no te perjudicará dimensionar las resistencias para que actúen como fusibles. Sin embargo, si no desea utilizar resistencias, esta función puede realizarla un circuito de protección en el controlador de conmutación.
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