LED 陣列:一個(gè)電阻器還是多個(gè)?
電子設(shè)計(jì)中常見但不那么令人興奮的方面之一是選擇合適的電阻值來(lái)限制通過無(wú)處不在的小指示燈(稱為 LED)的電流。該過程并不是特別復(fù)雜——我們假設(shè) LED 兩端的壓降恒定,然后進(jìn)行一些數(shù)學(xué)計(jì)算以確定能夠?yàn)槲覀兲峁┧枵螂娏鞯碾娮琛?/p>本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/202304/445818.htm
電子設(shè)計(jì)中常見但不那么令人興奮的方面之一是選擇合適的電阻值來(lái)限制通過無(wú)處不在的小指示燈(稱為 LED)的電流。該過程并不是特別復(fù)雜——我們假設(shè) LED 兩端的壓降恒定,然后進(jìn)行一些數(shù)學(xué)計(jì)算以確定能夠?yàn)槲覀兲峁┧枵螂娏鞯碾娮琛?br/>恒壓假設(shè)與實(shí)際情況完全不符,但我們沒有采用它,因?yàn)橥ǔN覀儾唤橐?LED 電流是否略高于或低于預(yù)期。
但是,當(dāng)我們處理集成到單個(gè)封裝中的 LED 陣列時(shí),恒壓假設(shè)就失效了——例如,七段顯示器。它讓我們失望,因?yàn)樗鼘?dǎo)致了一個(gè)難題:如果我們假設(shè)設(shè)備中所有 LED 的壓降恒定(且相等),我們可以僅用一個(gè)限流電阻驅(qū)動(dòng)整個(gè)顯示器。然而,似乎每個(gè)人都決定為每個(gè) LED 使用單獨(dú)的電阻器。
考慮以下電路,它表示一個(gè)封裝中具有三個(gè)共陰極 LED 的器件。
假設(shè)每個(gè) LED 的正向電壓 (V F ) 為 1.6 V。如果我們向每個(gè)引腳施加 5 V 驅(qū)動(dòng)信號(hào),則共陰極電壓為 3.4 V,則通過電阻器的電流為 10.3 mA。因?yàn)槊總€(gè) LED 都有相同的壓降,我們假設(shè)它們有相同的電流,所以每個(gè) LED 的正向電流 (I F ) 為 3.4 mA。大功告成——為什么要費(fèi)心使用三個(gè)電阻器呢?
這里有兩個(gè)問題:首先,壓降不是恒定的。其次,我們不能假設(shè)三個(gè) LED 具有完全相同的電流-電壓特性。
通過 LED 的實(shí)際電流由指數(shù)關(guān)系決定,例如:
注意兩點(diǎn):
? 一旦 LED 處于完全導(dǎo)通狀態(tài),V F可被視為近似恒定,因?yàn)榧词?I F大幅增加也對(duì)應(yīng)于 V F的微小變化。
? 在指數(shù)曲線斜率快速增加的區(qū)域,V F的小變化對(duì)應(yīng)于 I F的大變化。
現(xiàn)在讓我們假設(shè)其中一個(gè) LED 的電流-電壓特性相對(duì)于其他兩個(gè) LED 向左移動(dòng)。
當(dāng)施加電壓時(shí),這個(gè)麻煩的 LED 將在 V F = 1.3 V 時(shí)進(jìn)入完全導(dǎo)通狀態(tài),并且由于所有 LED 共享一個(gè)陰極,因此這個(gè) LED 會(huì)將其他 LED 上的電壓限制在 1.3 V。這是一個(gè)問題因?yàn)閷?duì)于其他兩個(gè) LED,1.3 V 僅對(duì)應(yīng)少量電流。
這里的要點(diǎn)是,您通常不想只使用一個(gè)限流電阻,因?yàn)槟鸁o(wú)法確保 LED 均等地共享電流;此外,一個(gè) LED 可能會(huì)比其他 LED 獲得更多的電流。
然而,包含在單個(gè)封裝中的 LED 應(yīng)該表現(xiàn)出相當(dāng)一致的電流-電壓特性(除非它們是故意不一致的,例如 RGB LED 模塊)。因此,單個(gè)限流電阻可能在許多應(yīng)用中提供足夠的性能——但請(qǐng)記住考慮功耗!功率與電流的平方成正比,如果您需要,例如,八個(gè) LED 都以顯著亮度工作,則通過單個(gè)電阻器的電流會(huì)變得非常大。
除了單電阻器方法帶來(lái)的不便的高功率耗散之外,底線是每個(gè) LED 的單獨(dú)電阻器是驅(qū)動(dòng) LED 陣列的方式。
評(píng)論