Richtige Formel für LED-Strombegrenzungswiderstand?

Ich versuche herauszufinden, welcher Widerstandswert in einer LED-Schaltung verwendet werden soll. Die Gleichung, die ich verwenden würde, um dies zu tun, ist:

R = \frac{V_{c c} - V_{f}}{I_{f}}

$R = \frac{V_{cc} - V_f}{I_f}$

Scheint logisch und macht Sinn. Die Antworten auf die Frage Wie berechne ich den Widerstandswert für eine einfache LED-Schaltung? bestätige das auch.

Ich habe folgende LEDs:

$V_f = 3.3V$
$I_{f_{typ}} = 20mA$

Verwendung einer 5V-Stromversorgung:

$V_{cc} = 5V$

Wenn Sie diese in die obige Gleichung einfügen, erhalten Sie:

\begin{array}{rcl} R & = & \frac{V_{c c} - V_{f}}{I_{f}} \\ = & \frac{5 V - 3.3 V}{20 m A} \\ = & 85 Ω \end{array}

$\begin{eqnarray} R & = & \frac{V_{cc} - V_f}{I_f} \\ & = & \frac{5V - 3.3V}{20mA} \\ & = & 85\Omega \end{eqnarray}$

Alles gut soweit.

Wenn ich jedoch den Taschenrechner unter http://led.linear1.org/1led.wiz verwende , erhalte ich 100Ω . Wenn ich die ElectroDroid-App auf meinem Telefon verwende, erhalte ich 85 Ω .

Ich gehe also davon aus, dass der Taschenrechner linear1 eine andere Methode zur Berechnung dieses Widerstandswerts verwendet. Gibt es einen besseren Weg, dies zu tun?

led resistance current-limiting Jeremy Kerr
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Hallo, kannst du sagen, was ist Vf und If stehen für (nur courious: P)

Sean87

@ Sean87: Sie sind Durchlassspannung (Vf) und Durchlassstrom (If) der LED.

Jeremy Kerr

Antworten:

$\Omega$ $\Omega$

edit
Puristen mögen sagen, dass ich hier Abstriche mache. Russell hat eine lange Antwort darauf, die Lösung zu wiederholen, und andere jammern (hey, keine Beleidigung!) Darüber, ob es sicherer ist. Meine Antwort soll pragmatisch sein ; Kein professioneller Konstrukteur kann es sich leisten, 15 Minuten für die Berechnung des Widerstands für eine klassische Farb-LED aufzuwenden. Wenn Sie weit unter dem maximal zulässigen Strom bleiben, haben Sie genügend Headroom, um eine Rundung zuzulassen, und der gerundete Wert macht sich in der Helligkeit nicht bemerkbar. Bei den meisten LEDs steigt die wahrgenommene Helligkeit ohnehin nicht wesentlich über einen Wert von typischerweise 20 mA an.

stevenvh
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Ah! macht Sinn, danke. Ja, 82 Ω scheinen bei 20,7 mA nahe genug zu sein.

Jeremy Kerr

Ω

$\Omega$

Ω

$\Omega$

Pragmatismus ... seufz ... Ich vermisse die Arbeit mit pragmatischen Menschen. Intellektuelle Ingenieurtypen tendieren dazu, über Dinge hinwegzukommen, die auf Kosten der wirklich wichtigen Dinge völlig sinnlos sind , wie Zeitpläne (und Mittagspausen und Wochenenden mit Familie / Freunden) ...

Adam Lawrence

@Madmanguruman - ... an einem sonnigen Abend mit Freunden auf einer Terrasse in der Innenstadt etwas trinken. In der Tat müssen Sie unbedingt Ihre Prioritäten ausbalancieren !

Stevenvh

@ Jeremy - 100mA ist ziemlich hoch, es ist wahrscheinlich Absolute Maximum Ratings (AMR). Sie sollten unter AMR niemals ununterbrochen arbeiten. Wie es heißt, es ist das absolute Maximum , was fast garantierten Schaden bedeutet, wenn Sie das überschreiten. Aber wie gesagt, die meisten LEDs haben ohnehin keinen großen Helligkeitsgewinn über 20 mA.

stevenvh

Ihre Formel ist korrekt, ABER um es richtig zu machen, müssen Sie das Ergebnis iterieren. Dies liegt daran, dass der LED-Vorwärtsspannungsabfall nicht linear zum Strom ist (oder der Strom nicht linear zum Vorwärtsspannungsabfall ist). In vielen Fällen ist dieser Effekt nicht signifikant, in einigen Fällen kann er jedoch zu 2: 1-Fehlern oder mehr führen .

Wenn für den Vorwiderstand genügend "Headroom" -Spannung vorhanden ist - die Differenz zwischen Vcc und Vf -, ist das ursprüngliche Ergebnis wahrscheinlich nahe genug, um eine Korrektur vorzunehmen, so dass es keine Rolle spielt. Wenn jedoch die Kopfraumspannung in Bezug auf Vf klein ist, ändern Änderungen der LED Vf mit dem Strom den Kopfraum, wodurch sich der Strom ändert, wodurch sich Vf ändert, der .... Dies geschieht wirklich in realen Situationen.

Für weiße LEDs liegt Vf typischerweise im Bereich von 2,9 V bis 4 V mit typischeren Werten von 3,3 bis 3,8 V bis vor kurzem und sagen wir 3,0 bis 3,3 V in moderneren LEDs mit höherem Wirkungsgrad. Bei ernsthaften Produktionsanwendungen wird Vf in "Behältern" verfügbar sein, so dass bei einem gegebenen Strom ein Wert von +/- 0,1 V garantiert werden kann. Im Einzelhandel erhalten Sie möglicherweise Proben aus jedem Behälter, und Vf kann z. B. 3,3 V für eine LED und 3,6 V für eine andere, nominell identische LED sein.

Wenn mit 5 V gearbeitet wird, beträgt der Headroom 1,7 V bzw. 1,4 V für eine Stromschwankung von etwa (1,7-1,4) / 1,7 = ~ 18%. Hinzu kommen geringfügige Verschiebungen von Vf bei Strom wie oben und 20% ige Schwankungen von If, die zwischen "identischen" LEDs auftreten können. In den meisten Fällen wird dies praktisch nicht den geringsten Unterschied machen. Die Lichtleistung ist in etwa proportional zum Strom - 20% Abweichung der Lichtleistung können nur die erfahrensten oder erfahrensten Betrachter mit dem Auge feststellen.

Wenn dies beispielsweise eine 5-Watt-Power-LED wäre, könnte der Unterschied in der LED-Verlustleistung 1 Watt betragen und dies könnte einen Unterschied in der Betriebstemperatur und Lebensdauer bewirken.

All dies führt zu dem Hinweis, dass bei "ernsthaften" Anwendungen LEDs aus einer Konstantstromquelle betrieben werden sollten, wenn Sie sich um den tatsächlichen Betriebsstrom kümmern. In "Indikator" -Rollen oder Anwendungen mit geringer Beleuchtungsstärke ist dies möglicherweise nicht von Bedeutung. Bei Hochleistungsanwendungen oder wenn die Lebensdauer von LEDs von Bedeutung ist, ist ein Konstantstromantrieb unerlässlich.

Russell McMahon
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Während theoretisch absolut richtig, kenne ich keinen Ingenieur, der seine Zeit damit verbringt, für eine klassische LED zu iterieren (übrigens, die grafische Methode ist schneller). Die optischen Unterschiede sind einfach zu gering. (Und vorausgesetzt, Sie betreiben die LED nicht mit ihrem maximalen Strom, was Sie sowieso nie tun sollten)

Stevenvh

@Russel - Was ist das für eine "Ref: TMBJ" Sache am Ende deiner letzten Antworten? Das Akronym-Wörterbuch sagt, dass es entweder They Might Be Jedi oder Thermoplastic Minerva Body Jacket ist. Wenn es sich um ein Sig handelt, gehört es in Ihr Profil. Sie können Ihren Benutzernamen auch bearbeiten, wenn Sie möchten, dass er in all Ihren Antworten angezeigt wird.

Kevin Vermeer

@ Kevin - Meine Vermutung ist "Dies könnte nützlich sein (J)" :-). In einem Kommentar zu dieser Antwort erklärte ich, warum sie gelöscht werden würde, wie es Kortuk anscheinend tat.

Stevenvh

Sie kennen jetzt einen Ingenieur, der LED-Ströme iteriert, wenn dies sinnvoll ist. Wenn Sie iterieren müssen, haben Sie zu wenig Headroom für die Sicherheit. Wenn Sie jedoch zu wenig Headroom für die Sicherheit haben, müssen Sie iterieren. Es gibt keinen Grund, eine LED nicht mit ihrem maximalen RATED-Strom zu betreiben, wenn dies erforderlich ist und Sie das richtige Design haben. Ich habe rund 2 Millionen LEDs "da draußen", die richtig ausgelegt sind :-) (und Konstantstrom betrieben).

Russell McMahon

Ah - der Phantom-Downvoting-Idiot hat fast ein Jahr nach dem Ereignis zugeschlagen.

Russell McMahon