您的PSU儀表的分辨率僅為0.01 A(10 mA)。單個LED的實際電流可能在5 mA到15 mA之間。
不建議以這種方式並聯LED。具有較低正向壓降的電阻會消耗電流。要么將它們與限流電源串聯,要么在每個LED上串聯一個電阻以限制電流。
晶體管和Passerby都對您提出的問題都給出了很好的答案,但讓我嘗試更全面的內容。
您似乎有很多LED,並且如果您有一些備用,請嘗試此實驗。以1.9伏驅動1個LED。記錄電流。將電壓增加到2.0。現在嘗試2.1。您會看到電流迅速增加,如果2.1伏特的電壓不能殺死LED,我會感到驚訝。現在,用200歐姆電阻替換LED並重複測試。這樣可以確定,一旦達到開啟電壓,LED上的電流上升速度就比電阻上的電阻上升快得多。
現在,這是您所不知道的-對於固定電壓,流過LED的電流LED將隨著LED溫度的升高而增加。
由於溫度升高,其電流將增加,溫度也將增加。當然,這意味著它的電流將進一步增加。您可以看到它的領先地位-技術術語是熱失控。因此,這導致了第一個也是最重要的規則:切勿嘗試從電壓源驅動LED。始終限制電流。通過提供更高的電壓並串聯使用限流電阻,最容易做到這一點。在您的情況下,一個5伏電源和一個300歐姆電阻將安全地提供大約10 mA的電流。
此外,您的設置還顯示您在選擇LED時很幸運-它們似乎都與LED有關。同樣的亮度。正如Passerby所說,這通常是不正確的。因此,請勿將一堆LED綁在一起並用單個電阻驅動它們。這樣做會在LED中產生一定範圍的亮度。如果您不想要均勻的亮度,您可能會認為這是可以的,但是還需要考慮另一件事。
假設您有10個並行的LED,每個圖形(您希望)為10 mA ,總計100 mA。為此,請使用5伏電源和30歐姆電阻。您可以使用亮度不均勻的設備。有問題嗎?
很有可能。正如LED在相同電壓下亮度不均勻一樣,它們在相同電壓下也不會汲取相同的電流。
讓我們說,在公共電壓下,其中一個LED自然會比其他LED消耗更多的電流。這意味著,由於功率等於電壓乘以電流,因此它比其他功率消耗更多的功率,這意味著它將變得更熱。反過來,這會使其電壓下降更多,並吸收更多電流。在最壞的情況下,最弱的LED會消耗越來越多的電流,直到燒毀為止,並且可能無法打開。這意味著次弱的LED將開始產生電流,在最壞的情況下,該過程將繼續進行,直到所有LED都熄滅為止。此過程也可能與其他組件一起發生,並且獲得了暱稱“鞭炮模式”。在這種情況下,可以通過將電流限制設置得太高來實現:也就是說,由30歐姆電阻器設置的100 mA電流限制允許最壞情況下的電流分佈殺死LED。
這導致您應遵循另一條規則:分別限制每個LED的電流。通常,這意味著每個LED一個電阻或串聯的LED串。例如,如果您有一個12伏電源,則可以串聯放置4個或5個LED,並使用單個電阻器限制串中的電流。只要您知道後果,通常可以使用少量的LED來解決此問題。並聯2個LED時,您不必擔心爆竹模式的故障,因為在正常工作電流的兩倍下,沒有多少LED會死掉,但是亮度仍然可能不相等。並聯的LED越多,災難性故障的機率就越大。選擇取決於您,您可能會想冒險,直到您被燒了幾次為止。
“好的判斷來自經驗。經驗來自不好的判斷。”
您假設每個LED的IV曲線完全相同。所述規格為額定值,典型值,並且會有所不同。
一個LED在1.9 VF時可能為10mA,但另一個在8 V或12 V時可能相同或不同。甚至沒有考慮亮度。具有相同IV曲線的兩個LED的顏色和亮度也可能明顯不同。
您還必須考慮電源的精度或舍入。它只能測量到安培的100分之一。不足以達到合適的單毫安範圍。
還要考慮所用麵包板的電阻。如果測量第一個LED和最後一個LED上的電壓,可能會發現差異。
在電流模式下,應使用優質的電流表或萬用表,並分別測量該電路中的每個LED,以達到查看每個LED實際消耗了多少。
簡單的答案是在0.01 A中僅用“ 1有效數字”舍入誤差,應讀取0.0058 A
但是由於單個LED讀數缺少3個有效數字,您現在可以計算每個LED的電流100/17 = 5.8mA。
此外,您可以預測電流隨電壓上升的上升。 標稱5mm超高亮LED的內部ESR為15。 //如果有15個LED,則ESR為〜1Ω。 (& 17稍微少一些。)因此,每精確上升0.10 V就會導致〜0.10A的上升,這表明Vf曲線的“拐點”是1.8V,ESR動態上升。
為了防止LED的ESR失配,建議在並聯驅動它們達到最大時,至少增加ESR的50%或大約8Ω。
這會影響Vf與If的關係,並且單個批次的<1%可以具有較小的公差,而混合批次的較高公差可以具有較高的公差。因此,這會影響電流共享,並且僅在自發熱降低Vf時才變得重要。當電流超過20mA時,這種差異會加速,特別是當內部閾值電壓降低(肖克利效應)時,內部ESR大電阻兩端的電壓就會上升,並從電源的恆定電壓汲取更多電流。
在效果上,由於高亮度LED供應商質量的不斷提高,LED的精度與低壓齊納二極管一樣,後者的容差也相似,通常更差。
該紅色LED的近似公式變為
Vf = 1.8 + If * ESR
自然地添加一系列小序列R消除了靈敏度w.r.t.不匹配導致“均流二極管熱失控”。
通過增加一個小的串聯R會自然地失去效率,但會穩定預期電流。
現在公式變為;
Vout = 1.8 + If *(ESR'+ Rs)
...其中Vout是驅動程序或Vcc,它也具有上面的ESR'中可能包含的ESR。例如5V CMOS約為50Ω,而CMOS < = 3.3 max Vcc約為25ΩESR。
。然後選擇如果並求解盧比。
但是大多數人只是使用標稱Vf @ 20mA並從中計算RS
Rs =(Vcc-Vf)/ If
然後選擇If並使用最壞情況下的最大Vcc求解Rs。
ESR只是差分電阻的方便術語,在CMOS和MOSFET中也稱為RdsOn。
用於5mm白色LED
它是Vf = 2.85 + If *15Ω
具有相似公差的標稱合格零件。
我認為,隨著單個LED的電阻變大並且我們將它們並聯連接,因此,並聯電阻從單個值減小,這就是10個LED電流較小的原因。 1 / Rt = 1 / R1 + 1 / R2 + ..........