¿Por qué el LED no se puede integrar directamente con la resistencia limitadora de corriente?
2022-02-11 08:55:56
Breve introducción: En el proceso de uso de LED, es necesario diseñar un circuito de corriente limitada en el circuito (puede ser una resistencia limitadora de corriente o un circuito de corriente constante) para garantizar que la corriente del LED no exceda la corriente máxima de funcionamiento del LED. El uso de resistencias limitadoras de corriente es el circuito conveniente más común en aplicaciones LED comunes. Hay chips LED integrados más sofisticados que se pueden utilizar. Este artículo analiza por qué el LED único inicial no estaba integrado directamente con la resistencia limitadora de corriente.
01 Resistencia limitadora de corriente LED
1.1 Resistencia limitadora de corriente
Como sabemos, en el proceso de uso
Fuente de alimentación LEDNo conecte directamente el LED en ambos extremos de la fuente de alimentación [1], ya que existe el riesgo de que una corriente excesiva queme el LED. Normalmente, se conecta una resistencia limitadora de corriente al pin del LED para controlar la corriente que fluye a través del LED dentro del rango de funcionamiento adecuado.
El tamaño de esta resistencia actual debe basarse en:
Tensión de alimentación:
Caída de presión del tubo LED, que está determinada por el color del LED;
Rango de corriente de conducción:;
Tres factores determinan el tamaño de la resistencia limitadora de corriente.
1.2 Voltaje de encendido del LED
Las características de voltio-amperio de varios LED de diferentes colores [2] dan las características de voltio-amperio de varios LED de diferentes colores medidas realmente. Se puede ver que las características de VA de los LED son muy similares a las de los diodos comunes, excepto que el voltaje de conmutación varía con los diferentes colores de los LED.
▲ Figura 1.2 Características VA de leds con diferentes colores
En algunos casos especiales, si el voltaje del LED es básicamente el mismo que el voltaje aplicado y la resistencia interna de la batería es relativamente grande, la batería también puede impulsar el LED directamente.
Pizarra digital interactiva con control remoto de Nintendo Wii y lápiz LED infrarrojo. Para escuelas HOWTO[3] muestra la aplicación de una conexión LED infrarroja directa a la batería n.° 5.
Figura 1.2.2 Conecte directamente el LED en ambos extremos de la batería
Dado que en la mayoría de los casos, el uso de LED requiere la conexión de resistencias limitadoras de corriente, ¿por qué no hay una resistencia de corriente finita integrada directamente en el LED para la venta?
02 ¿Por qué?
¿Por qué los LED no tienen resistencias incorporadas? [4], y la respuesta es muy rica.
Una noche de lucha para colocar 16 resistencias limitadoras de corriente en una pequeña placa de pruebas para un proyecto universitario me hizo preguntarme por qué los LED no tienen ningún tipo de resistencia interna. No se me ocurre ninguna desventaja. Nunca he conectado un LED sin una resistencia en serie, así que para mí tiene mucho sentido.
Este interrogador se quejó después de soldar 16 resistencias limitadoras de corriente y preguntó por qué el centro del LED está integrado directamente con la resistencia limitadora de corriente.
2.1 LED con resistencia limitadora de corriente integrada
En primer lugar, todavía existen en el mercado LED con resistencias limitadoras de corriente incorporadas. Por ejemplo, en el LED rojo de 6.5 V con orificio pasante de 3 mm, Kingbright-934SRD-5V se presenta un LED con resistencia de corriente finita integrada interna bajo voltaje de 5 V [5]. El DIÁMETRO del LED es de 3 mm y funciona a 5 V con una corriente de aproximadamente 14 mA.
En LP377GWH1-40G[6], se da la especificación del LED verde de 5 mm de diámetro producido por YunSun Company en Shenzhen, China, que funciona a +5 V, corriente de trabajo de 20 mA a +5 V.
De hecho, ya existen LED con circuitos internos más complejos, no solo circuitos de corriente finita, sino quizás circuitos de control de parpadeo, circuitos de atenuación, etc. Por ejemplo, la lámpara LED de color controlable en serie WS2812 [7] está integrada con un circuito de interfaz en serie y un circuito de control PWM de tres colores, lo que hace posible controlar el color y el brillo de hasta 1024 luces LED utilizando solo un puerto IO.
2.2 Problema de resistencia limitadora de corriente integrada del LED
Como hemos visto antes, los productos LED con resistencias de flujo finito integradas existen desde hace mucho tiempo, pero han sido un fracaso en términos de reacción del mercado (en términos de porcentaje de uso y penetración en el mercado). Los principales problemas incluyen:
Problema de eficiencia luminosa: de hecho, la mayoría de los LED utilizados para iluminación funcionan en el caso de que no haya una resistencia de corriente finita, a través de un circuito de corriente constante especial para lograr la máxima eficiencia luminosa del LED.
Problema de la serie de fuentes de alimentación de LED: en muchas aplicaciones, es necesario conectar varios LED en serie para formar un área más grande de la lámpara de visualización. Si hay una resistencia de corriente limitada, se requiere un voltaje de activación mayor. Los circuitos de corriente constante se utilizan a menudo para activar estos LED en serie;
Diferentes voltajes y corrientes de trabajo: sabemos que el tamaño de la resistencia limitadora de corriente del LED se compone de varios factores, una vez de acuerdo con ciertas condiciones de la integración de la resistencia de corriente finita, limitará el uso de ocasiones de LED;
Problema de disipación de calor: cómo disipar eficazmente el consumo de energía en la resistencia limitadora de corriente también es un factor que afecta la resistencia limitadora de corriente integrada interna del LED;
Voltaje de funcionamiento bajo: el voltaje de funcionamiento del circuito actual es cada vez más bajo, desde los 5 V originales pasa gradualmente a 3.3 V, o incluso más bajo, lo que hace que el dispositivo LED integrado no pueda adaptarse a una variedad de voltaje de funcionamiento;
El uso de una resistencia limitadora de corriente de mesa es muy conveniente: en realidad, agregar una resistencia limitadora de corriente de mesa al circuito es relativamente fácil, de modo que el LED puede adaptarse a una variedad de condiciones de trabajo. Para voltajes altos (por ejemplo, +12 V), se pueden conectar varios LED en serie.
Nudo total
En el proceso de uso de LED, es necesario diseñar un circuito de corriente finita (resistencia limitadora de corriente o circuito de corriente constante) en el circuito para garantizar que la corriente del LED no exceda la corriente de funcionamiento máxima del LED. El uso de resistencias limitadoras de corriente es el circuito conveniente más común en aplicaciones LED comunes. Hay chips LED integrados más sofisticados que se pueden utilizar. Este artículo analiza por qué el LED único inicial no estaba integrado directamente con la resistencia limitadora de corriente.
