愛好者反復(fù)問的問題之一是如何為LED選擇限流電阻的值。通常，褲子響應(yīng)的位置是：“從電源電壓中減去2 V，再除以20 mA?！北M管許多人認(rèn)為答案已經(jīng)足夠好，但實(shí)際上產(chǎn)生的電流將與計(jì)算得出的值明顯不同。

LED限流電阻

人們可能會(huì)遇到以下6種情況：

給定LED的規(guī)格表和所需的LED電流，找到一個(gè)電阻值

給定LED的規(guī)格表和電阻值，找到LED電流

給定通用類型的LED（無規(guī)格）和所需的LED電流，找到一個(gè)電阻值

給定通用類型的LED（無規(guī)格）和電阻值，找到LED電流

給定您手中的LED（無規(guī)格）和所需的LED電流，找到一個(gè)電阻值

給定您手中的LED（無規(guī)格）和電阻值，找到LED電流

對(duì)于每種情況，這就是進(jìn)行的方法。

1.根據(jù)LED的規(guī)格表和所需的LED電流，找到一個(gè)電阻值

使用圖形方法可以最好地解決此問題（分析方法可能太麻煩了：即使使用SPICE，您也必須為L(zhǎng)ED創(chuàng)建一個(gè)準(zhǔn)確的模型）。

在LED的規(guī)格表中找到“正向電流與正向電壓”圖。

可以打印它，也可以將它復(fù)制到簡(jiǎn)單的圖形應(yīng)用程序（例如“ Paint”）中。

在LED的VI曲線上，注意所需電流下的LED電壓

從電源電壓中減去該電壓

用該差除以所需電流，得到電阻的值

例如：

由于半導(dǎo)體效應(yīng)，LED的VI曲線具有對(duì)數(shù)分量，而由于歐姆效應(yīng)，LED的VI曲線具有線性分量。根據(jù)它們?cè)谔囟↙ED中的相對(duì)貢獻(xiàn)，曲線將顯得更“彎曲”或更平坦。

如果必須使用分析方法，則可能需要用一條直線近似LED的VI特性曲線。例如：

只要所需電流在直線靠近VI曲線的區(qū)域內(nèi)，您就可以解析地計(jì)算電阻。請(qǐng)注意，您需要使用二次方程式對(duì)其進(jìn)行求解。因此，我認(rèn)為圖形方法仍然更加方便。

2.給定LED的規(guī)格表和電阻值，找到LED電流

同樣，使用圖形方法可以最好地解決此問題。

在LED的規(guī)格表中找到“正向電流與正向電壓”圖。

可以打印它，也可以將它復(fù)制到簡(jiǎn)單的圖形應(yīng)用程序（例如“ Paint”）中。

將水平軸從0 V擴(kuò)展到電源電壓

如果該電阻直接連接到電源（沒有LED），則計(jì)算通過該電阻的電流：I =電源電壓/電阻值

在垂直軸上的0 V處標(biāo)記該電流

在水平軸上標(biāo)記電源電壓

通過這兩點(diǎn)畫一條直線：這是該電阻和電源電壓的“負(fù)載線”

注意負(fù)載線與LED的VI曲線交叉的點(diǎn)：這是在該電阻和電源電壓下LED的工作點(diǎn)。

例如：

3.給定通用類型的LED（無規(guī)格）和所需的LED電流，找到一個(gè)電阻值

如果沒有規(guī)格，您將不得不猜測(cè)LED的VI曲線，然后使用上面的方法1。近似地，對(duì)于一個(gè)小型LED（與用于照明的功率LED相對(duì)），VI曲線的顏色確定。這組曲線取自T-1-3 / 4尺寸的規(guī)格表， Lite-On的20 mA LED。

請(qǐng)注意，LED電壓隨波長(zhǎng)的減小而增加：例如，紅外LED的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，電壓最低。這實(shí)際上是遵循量子力學(xué)原理（光子的能量與其頻率成正比）。
請(qǐng)注意，實(shí)際上有3組曲線：

紅外

紅色到綠色

藍(lán)色和白色（白色LED使用UV LED和磷光體）

因此，只要知道LED的顏色并假設(shè)它是低電流LED，就可以使用這些IV曲線來估算限流電阻的值。

4.給定LED的常規(guī)類型（無規(guī)格）和電阻值，找到LED電流

使用上面第2點(diǎn)所述的方法，這些相同的曲線可用于估算給定電阻器值的LED電流。

5.給定手中的LED（無規(guī)格）和所需的LED電流，找到一個(gè)電阻值

如果您想使用自己手中的LED并對(duì)其了解甚少，則需要使用經(jīng)驗(yàn)方法來找到電阻值。

串聯(lián)連接LED，一個(gè)100 Ohm電阻器（用于保護(hù)），一個(gè)1 kOhm電位計(jì)（可變電阻器）和一個(gè)DVM（數(shù)字電壓表），用于測(cè)量電流，200 mA滿量程

將該系列串連接到將用于為該LED供電的電源上

改變電位器，直到DVM顯示所需的電流

斷開鍋，并測(cè)量其電阻

選擇最接近該讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)電阻值（E6標(biāo)準(zhǔn)：100、150、220、330、470、680、1K等）

6.給定您手中的LED（無規(guī)格）和電阻值，找到LED電流

串聯(lián)連接LED，電阻器和DVM（數(shù)字電壓表），以測(cè)量200 mA滿量程電流

將它們連接到用于為該LED供電的電源

測(cè)量電流

溫度和電源電壓的影響

使用上述方法之一，可以確定限流電阻的值或產(chǎn)生的電流。在標(biāo)稱電源電壓和室溫下都可以。但是，當(dāng)任何一個(gè)發(fā)生重大變化時(shí)，LED電流也會(huì)發(fā)生變化。該曲線顯示了LED的電壓如何隨溫度變化。請(qǐng)注意，在25°C時(shí)，電壓為100％，這是標(biāo)稱值。

更糟糕的影響是當(dāng)電源電壓非常接近LED電壓時(shí)（例如3.0 V電源和2.5 V LED電壓）：該電壓會(huì)隨著溫度或電源電壓的變化而明顯變化。

作為一名優(yōu)秀的設(shè)計(jì)師，您需要考慮最壞的情況，并確保LED仍會(huì)在一個(gè)極端下點(diǎn)亮，并且在另一個(gè)極端下不會(huì)被太硬地驅(qū)動(dòng)（典型的小型LED能夠處理最大數(shù)量的LED）。 30 mA連續(xù)電流）。

LED串聯(lián)

如果您有多個(gè)同時(shí)點(diǎn)亮的LED，則最好將它們串聯(lián)放置，以使相同的電流固有地流過所有LED。在這種情況下，LED電壓會(huì)相加。因此，請(qǐng)確保電源電壓足夠高，可以為整個(gè)燈串供電。

LED并聯(lián)

LED絕不能直接并聯(lián)連接，因?yàn)樗鼈儗⒉粫?huì)平均分擔(dān)電流。相反，應(yīng)在每個(gè)LED上串聯(lián)一個(gè)電阻，以設(shè)置每個(gè)單獨(dú)LED中的每個(gè)電流。

LED驅(qū)動(dòng)器IC

當(dāng)然，理想的解決方案是用電流源驅(qū)動(dòng)LED。各種IC可用于以恒定電流驅(qū)動(dòng)LED（甚至串聯(lián)成串）。這樣，LED的VI特性就變得至關(guān)重要。最簡(jiǎn)單的此類IC之一是ON Semi的NSI50010YT1G，這是一種2引線電流源，與LED串聯(lián)放置，并且不管LED和電源電壓（IC兩端的電壓）如何，均將電流調(diào)節(jié)為10 mA。必須介于1.8 V和50 V之間）。

許多LED驅(qū)動(dòng)器IC都會(huì)提高電源電壓，這在您使用單節(jié)電池進(jìn)行操作時(shí)會(huì)非常好，尤其是在充電結(jié)束時(shí)其電壓開始下降時(shí)。

確定LED極性

在討論LED時(shí)，需要注意一些事項(xiàng)。通常認(rèn)為，您可以通過查看LED的內(nèi)部結(jié)構(gòu)來判斷LED的極性：“ LED芯片安裝在作為陰極一部分的架子上”。也許。對(duì)于大多數(shù)LED（并非并非所有LED）而言，這都是正確的。

通過查看來確定圓形含鉛LED極性的僅有兩種方法是：

陽(yáng)極引線較長(zhǎng)（假設(shè)尚未切斷）

圓形鏡體在陰極引線的作用下具有平整的斑點(diǎn)

這是一個(gè)帶有5個(gè)LED的板的示例，所有LED的陰極都在左側(cè)。在右側(cè)的4個(gè)LED中，架子在陰極上。在左側(cè)（紅色）的LED中，架子在陽(yáng)極上。如有疑問，您始終可以在DIODE范圍內(nèi)使用DVM來查看LED朝哪個(gè)方向發(fā)光。

編輯：hfy