使用另一個二極管將源電壓與LED電壓“匹配”：不，不，不！

LED本質上是一個電壓吸收器：在LED發光之前，它不消耗電流。它兩端的電壓使二極管結正向偏置，然後突然間，當您獲得足夠的電壓時，通過它的電流就會急劇上升。 LED的光輸出在很大程度上取決於通過它的電流量：更多的電流=更多的光輸出。電壓降雖然大致恆定，但會隨溫度的變化而變化，並且隨設備的不同而變化。

在幾乎所有應用中，您都希望將光輸出（因此電流）設置為固定值，與電源電壓無關變化和LED壓降變化。 這意味著理想的LED負載源是恆定電流源-您可以實施，只是沒有一些額外的組件就很麻煩。實際上，我們只是傾向於使用電壓源（通過邏輯門或MOSFET或雙極晶體管打開和關閉）和電阻器來設置電流。

關鍵公式是 V _{電源 sub>-V LED sub> = I LED sub> * R} ，或I _{LED sub> =（V 電源 sub>-V LED sub>）/ R}

左側的術語是電源電壓和LED壓降之間的差。這會隨溫度和零件之間的變化而變化。此處的靈敏度分析相當容易：ΔI=ΔV/ R －電流變化等於電壓變化的1 / R倍。如果您希望您的LED電流對電壓的變化不那麼敏感，這意味著R的值應該更高...對於特定的標稱LED電流（通常在5mA和20mA之間），該電流將對電壓的變化不那麼敏感。如果源電壓較高而電阻較高，則為最大電壓。

通過使用第二個二極管降低電源電壓，您做的正好相反：要獲得所需的電流，必須減小R的值，這會使負載電流對電壓變化更加敏感。而且，您還將介紹另一個具有附加電壓容差的電路元件（此新二極管），從而使這些電壓變化更大。 您將添加額外的組件，這些組件僅能使光輸出對電源電壓變化，溫度和零件變化更加敏感。

唯一值得考慮的其他事項這是功耗。如果您有固定電壓源（例如5V）和僅使用該電壓的一小部分（例如1.2V）的LED或其他電路元件，則只有一小部分功率（在此示例中為1.2 / 5V = 24％）消散在LED中，其餘（76％）消散在需要將兩者連接在一起的其他地方。這對於任何 linear 電源都是正確的（請參閱以下有關開關的註釋）。這會進入熱量，需要適當地進行散熱，並且在大多數情況下，以受控方式散熱給定數量的熱量的最便宜的最簡單方法是在電阻器中。它們可以在較高的溫度範圍內正常工作（大多數二極管/晶體管的最高工作溫度約為150 C），並且其行為隨溫度的變化較小。

所有這些想法的例外是開關電源。許多LED驅動器正在採用切換器路線，並使用脈衝寬度調製+開關晶體管和電感器來提高效率。這使得基本上所有的功耗都發生在LED中（在開關MOSFET和電感器中有一點損耗）。不過，您仍然將LED視為電壓吸收器，而開關晶體管+電感器充當電流源，通過改變其占空比來控制LED亮度（在高質量的視覺顯示器中，還設有光傳感器芯片，因此電流可以變化以補償LED隨時間的老化，以使白光的顏色不會向紅色，綠色或藍色漂移。開關LED驅動器的成本為$$，因此，除非您需要效率，否則我不會打擾。

底線：保持簡單，請單獨使用電阻器。

我必須承認我從未嘗試過。但是串聯電阻具有重要作用：它可以限制流過LED的電流。如果沒有電阻，則電流最終可能會限制為對於LED或驅動器晶體管來說過高的值。從理論上講，您應該以圖形方式添加二極管和LED的U-I特性，並在得到的特性上查看Vcc值的電流是多少。但是主要的問題是，由於二極管和LED的UI目錄特性會給您提供典型的曲線，因此該電流無法可靠預測，並且該曲線也會隨溫度而變化。工作，我不會指望它在任何情況下都能工作。但是您可能會從一個意想不到的地方得到一些幫助：IC驅動您的LED。有時，數字輸出具有內部電阻器或其他方式來限制輸出電流，以避免過載。因此，請查看您的attiny2313的規格表。

對不起，但是問題的整個前提無法解決，因為二極管不會限制電流。您似乎有些困惑電壓和電流。沒有電阻，將沒有任何限制電流的限制。在最佳情況下，LED可以正常工作，但由於過電流會更快地磨損。在最壞的情況下，它將使LED電流過大，而在最壞的情況下，它將通過嘗試吸收或提供過多的電流來油炸微控制器。

基本上，答案是，您總是需要使用電阻限制電流，除非您使用為您處理電流的特殊LED驅動器IC（通常稱為“恆定電流吸收器”或“恆定電流源”）。

我以前使用過 Allegro的LED驅動器IC，它們工作得很好。您僅需使用微控制器上的3個引腳即可控制16個單獨的LED（如果使用矩陣或多路復用，則可以控制更多）。其他各種廠商也生產LED驅動IC。或者，您也可以自己使用移位寄存器，晶體管和電阻器來組合起來。

在我看來，串聯電阻的一個不錯的特性是，當輸入電壓開始下降時（例如，當電池電量不足時），隨著流經LED的電流下降，它們將逐漸佔總電壓的比例降低。這樣可以使LED保持更長的亮度。二極管將沒有這種靈活性。

davr在這裡是最好的答案。正向偏置二極管的電流對電壓非常敏感。 （和溫度...）因此，您不調節電壓，而是調節電流。電阻器是最簡單的方法（不是很節能的方法）。

微控制器的典型最大電流為40mA。有時這是有限的，有時它會關閉uc。這就是為什麼有時您可以將LED直接連接到uc的原因。

如果驅動LED，則電壓並不重要，因為它是恆定的。它將（幾乎）讓您提供的所有電流通過，直到損壞。因此，這就是為什麼您必須以某種方式對其進行限制，而二極管將無法做到這一點。

假設您要限制其電源，例如40mA（如果您不對每個電源使用電阻） LED，電流將被分配，因此，如果您點亮一個二極管，它將非常明亮，並且當打開10個LED時，它們的亮度將變暗十倍。

這就是為什麼您在網上看到的每個LED教程都會調節電流用簡單的電阻器。

我想添加一個建議：建立一個當前鏡像。電阻器的問題在於它們將始終抵抗相同量的電阻。即使LED通常不會消耗太多電流，您也會因阻止電流流動而損失一定的能量。電流鏡或恆定電流源效率更高，並且允許您選擇特定的電流運行。

此外，您可以考慮使用驅動芯片，例如ULN2803，鏈接： ULN2803

您會發現它可以比微控制器處理更大的電流，並且可以驅動一些很大的負載。

如果您能夠在led的正向電壓下運行整個電路，則沒有問題-它將正常工作。為什麼不使用可變穩壓器來降低電壓，而不是使用3.3v電壓和兩個二極管呢？或者，您可以在LED的公共陰極和地之間使用二極管-再次沒有問題。

在您的LED數據表上，應該有一個標有“ LED電流與正向電壓”之類的圖形。還應該有一些類似的內容，例如“佔空比比與允許電流”，這可能也會有所幫助。這些圖說明了“理想”二極管與您實際二極管之間的區別……我們可以利用它來發揮我們的優勢！

我選擇的電壓提供的電流是最大額定值的一半。我翻遍二極管，直到找到一個組合，將電壓從5v降至2.8v，此LED的實測電流為9.2mA，不到最大額定值的一半。亮度正常。該方法雖然不理想，但即使在100％的佔空比下也能正常工作。

不過，您確實必須很好地控制電壓。可變的台式電源和電流表將有很大幫助，儘管反複試驗也可以。通常，我只會使用電阻器，但是我沒有電阻，現在無法購買更多電阻。

當二極管用作LED的電壓下降器時，二極管的容量可能會在打開時出現問題，並在二極管導通之前允許非常短暫的高LED電流。開啟時對LED電流的範圍檢查將顯示這種情況是否發生。

我很喜歡您的想法，我認為這是一個很好的想法，我只需要稍微改變一下硬件即可。

如果您聽說過齊納二極管，那麼我想它更多了。正在找。它們可以在很寬的電流範圍內保持恆定電壓，並且在1.8 V時可以得到一個電壓。齊納二極管是一種反向擊穿電壓，可以非常容易地控制，並且不會發生明顯變化的二極管。由於物理參數的緣故，5.1V齊納二極管與溫度最不相關，但也可以是1.8V。

您使用的LED具有相當大的工作範圍，因此電源的變化應對於電路而言，這不是一個大問題，它消除了人們通常使用電阻器作為功率限制器的原因，但是我們經常將其作為電流/電壓限制設備來測量。

我擔心您忽略的是我的微控制器可以輸出的最大電流是最大的電流，但這已經在其他文章中提到了。

使用齊納二極管將電壓降到另一個設備的工作範圍是我了解到的一種常見做法，用了我自己。我相信您會對結果感到滿意。