Quand et pourquoi les LED nécessitent-elles des résistances limitant le courant?

Si vous travaillez sur n'importe quel circuit lié à LED, vous avez peut-être vu des conseils ou des alertes pour toujours utiliser une résistance limitant actuelle.
Du gars de bricolage débutant à ceux qui conçoivent et construisantÉclairage LEDCircuitsboards, nous avons créé ce guide pour aider tout le monde à saisir pleinement lorsque, pourquoi et comment choisir la résistance de limitation de courant appropriée.

La conception d'un circuit autour des composants semi-conducteurs passifs comme les LED nécessite une connaissance de la courbe IV (courant vs tension), comme avec tout autre composant de ce type.
Bien sûr, unDIRIGÉest essentiellement une diode avec une courbe IV non linéaire. Autrement dit, la corrélation entre la tension d'entrée et le courant d'entrée ne suit pas un chemin linéaire.
Par exemple, considérez le courant vers l'avant à 2,7 V-Roughly 20 Ma. L'augmentation de la tension à 2,8 V de 0,1 V entraîne une augmentation du courant vers l'avant d'environ 30 mA à 50 mA. Le courant vers l'avant augmente de 35 mA à 85 mA si nous le soulevons ensuite à 2,9 V par 0,1 V.
Le taux de hausse du courant à terme augmente également à mesure que la tension augmente. De minuscules variations de tension directe peuvent conduire à des variations de courant vers l'avant extrêmement grandes.
Ainsi, les pilotes de LED à courant constant sont le meilleur moyen de conduire les LED car ils s'exécutent à un courant et modifient leur tension de sortie pour qu'il corresponde, garantissant ainsi la stabilité du courant vers l'avant. Une résistance de limitation de courant n'est pas requise sous une entrée de courant constant.
Si vous exécutez des sources d'alimentation de tension constante, que devez-vous faire?
D'un autre côté, les sources d'alimentation de courant constantes sont souvent plus coûteuses et moins adaptables. Presque tous les produits de bande LED et autres modules fonctionnent ainsi sur une entrée de tension constante.
Fixé dans leur niveau de tension de sortie, les alimentations de tension constante peuvent générer n'importe quel degré de courant de sortie entre 0 mA et leur maximum nominal, qui peut très bien être supérieur au maximum nominal pour les LED et le système LED.
Cependant, comme nous l'avons noté précédemment, les entrées d'alimentation de tension constante nécessitent que plus de modifications soient utilisées en toute sécurité avec les systèmes LED en raison de la connexion non linéaire entre le courant vers l'avant et la tension directe, pour les raisons suivantes:
LED La tension vers l'avant ne correspond pas toujours à celle du niveau de tension d'alimentation. Par exemple, en fonction de la même spécification LED que ci-dessus, si vous avez une alimentation de tension constante de 3,0 V, le courant vers l'avant sera également limité à 135 mA.
En utilisant la même source d'alimentation, que se passe-t-il si nous souhaitons utiliser leDIRIGÉà 20 mA? La LED ne nécessitera que 2,7 V, pas 3,0 V. Mais, étant donné que la plupart des unités d'alimentation n'ont pas de choix de sortie de tension variable, l'unité d'alimentation ne peut en soi ne peut pas produire 2,7 V à la LED.

La solution consiste à mettre une résistance en série avec la LED et à le laisser "tomber" la tension à la LED par 0,3 V.
Comment déterminer la valeur de la résistance? En utilisant la loi d'Ohm, qui indique V=IR, nous remplaçons V par 0,3 V (la chute de tension) et I avec 0,02A (courant vers l'avant souhaité). La résolution de R nous donne 15 ohms.
Des calculs similaires peuvent être effectués quelles que soient les tensions impliquées pour l'instance,Bandes LED 12V et 24V.
Les variations de la tension vers l'avant LED sont inévitables dans les paramètres de production de masse et conduisent à plusieurs bacs de tension. Idéalement, les LED de chaque bac de tension ont un appariement de valeur de résistance différent calculé pour garantir le même tirage au courant vers l'avant, indépendamment du bac de tension LED. Sinon, des différences plus importantes dans le courant vers l'avant-tirage et donc la luminosité pourrait se produire.
Chacune des lignes ci-dessus désigne un bac de tension distinct. Différentes exigences de résistance doivent être utilisées pour obtenir différentes tensions vers l'avant requises pour atteindre les mêmes 60 mA pour tous les bacs LED.

Comme nous l'avons observé, les LED présentent une corrélation non linéaire entre le courant vers l'avant et la tension directe. Par conséquent, une petite augmentation de la tension pourrait provoquer une forte augmentation du courant vers l'avant, ce qui pourrait provoquer une surintensité et une défaillance de l'appareil.
Contrairement aux diodes, les résistances ont une relation linéaire entre la tension directe et le courant avant (comme indiqué par la loi d'Ohm).
Ainsi, quel que soit le niveau de tension, une augmentation de la tension directe entraînera la même augmentation proportionnelle du courant vers l'avant. Lorsqu'il est inclus dans un circuit LED, cette caractéristique des résistances peut aider à compenser les conséquences d'une tension croissante.

Une source d'alimentation non stable avec un bruit ou une ondulation notable est la première option. Si l'alimentation de tension constante génère un courant CC non stable, une tension directe et une pointe intermittente - et des résistances limitant le courant aideront à contrôler un pic de courant vers l'avant connexe.
Le second, plus cohérent et répandu, est une caractéristique des appareils LED eux-mêmes.
Si nous maintenons le courant vers l'avant constant, une tension avant de LED baisse en se réchauffant. Les fiches techniques LED le montrent souvent dans la température suivante par rapport à la transmission de changement de tension avant:
La conception d'un circuit de courant constant bénéficie de ces connaissances car elle nous informe de la plage réelle des tensions avancées que nous pourrions observer dans un système. Mais reformulons la même idée d'un point de vue de tension constante:
Si nous maintenons une tension vers l'avant constante, le courant vers l'avant d'un LED augmente à mesure qu'il chauffe.
D'abord et avant tout, la dissipation totale de puissance d'une LED détermine sa production de chaleur. Ainsi, la réalité que le courant vers l'avant augmente à mesure que sa température augmente est probablement désastreuse car le courant avant plus élevé augmentera encore plus la température d'une LED, augmentant ainsi son courant vers l'avant encore plus dans une boucle de rétroaction positive. Au mieux, c'est ce qu'on appelle la fuite thermique d'un système LED, qui provoquera des échecs désastreux et peut-être le feu et la fumée.
Au moyen de sa courbe IV linéaire, une résistance limitant le courant contribue à compenser l'impact des tensions croissantes. De plus, par rapport à sa température, les résistances agissent en face de celle deLEDS; À mesure que la température augmente, la résistance augmente également.
Certaines personnes ont appelé des résistances utilisées de cette manière une résistance de ballast en raison de cette caractéristique simple mais utile.

Être intrinsèquement à courant de courant, les appareils LED ne réagissent pas bien aux changements de tension.
Construire unSystème LEDL'utilisation de sources d'alimentation de tension constante signifie que vous devez être prêt à utiliser des résistances limitant de courant pour garantir un fonctionnement sûr et stable des appareils LED.

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