이론적으로 하나의 LED가 10mA를 소비하면 17 개의 병렬 LED가 170mA를 소비하지만 실제로는 17 개의 병렬 LED를 연결할 때 170mA가 아닌 100mA 만 소비했는데 왜 이론과 현실의 차이가 있습니까?
이론적으로 하나의 LED가 10mA를 소비하면 17 개의 병렬 LED가 170mA를 소비하지만 실제로는 17 개의 병렬 LED를 연결할 때 170mA가 아닌 100mA 만 소비했는데 왜 이론과 현실의 차이가 있습니까?
답변:
이러한 각 LED의 IV 곡선이 완전히 동일하다고 가정합니다. 명시된 사양은 명목상의 일반적인 수치이며 변형이있을 것입니다.
하나의 LED는 1.9VF에서 10mA 일 수 있지만 다른 하나는 8 또는 12mA이거나 동일한 VF에서 다를 수 있습니다. 그것은 밝기를 고려하지도 않습니다. IV 곡선이 동일한 두 개의 LED는 색상과 밝기가 눈에 띄게 다를 수 있습니다.
또한 공급품의 정밀도 또는 반올림을 고려해야합니다. 앰프의 100 번째까지만 측정합니다. 적절한 단일 밀리 암페어 범위로는 충분하지 않습니다.
또한 사용중인 브레드 보드의 저항을 고려하십시오. 첫 번째 LED와 마지막 LED의 전압을 측정하면 차이가 나타날 수 있습니다.
전류 모드에서 양호한 전류계 또는 멀티 미터를 사용해야하고이 회로의 각 LED를 개별적으로 측정하여 각 LED가 실제로 소비하는 양을 확인해야합니다.
트랜지스터와 Passerby는 귀하가 요청한 질문에 완벽하게 좋은 답변을했지만 좀 더 포괄적 인 것을 시도해 보겠습니다.
충분한 수의 LED가있는 것으로 보이며 여분의 예비 부품이있는 경우이 실험을 시도하십시오. 1.9V에서 1 개의 LED를 구동합니다. 전류를 기록하십시오. 전압을 2.0으로 높이십시오. 이제 2.1을 시도하십시오. 전류가 매우 빠르게 증가하는 것을 알 수 있으며 2.1 볼트가 LED를 죽이지 않으면 놀랄 것입니다. 이제 LED를 200ohm 저항으로 교체하고 테스트를 반복하십시오. 이는 턴온 전압에 도달하면 저항보다 LED를 사용하여 전류가 훨씬 더 빠르게 상승한다는 것을 확립합니다.
고정 전압의 경우 LED의 온도가 증가함에 따라 LED를 통한 전류가 증가합니다.
점점 뜨거워 지므로 전류가 증가하고 온도도 상승합니다. 물론 현재의 전류가 더 많이 증가한다는 것을 의미합니다. 기술적 인 용어가 열 폭주 라는 것을 알 수 있습니다 . 따라서 이는 가장 중요한 첫 번째 규칙으로 이어집니다. 전압 소스에서 LED를 구동하지 마십시오. 항상 전류를 제한하십시오. 이는 가장 높은 전압을 제공하고 전류 제한 저항을 직렬로 사용하여 가장 쉽게 수행됩니다. 귀하의 경우, 5V 전원과 300ohm 저항은 약 10mA를 안전하게 제공합니다.
또한 설정에서 LED 선택에 운이 좋았다는 것이 표시됩니다. 모두 같은 밝기 인 것 같습니다. Passerby가 말했듯이, 이것은 일반적으로 사실이 아닙니다. 따라서 여러 LED를 함께 묶어서 단일 저항에서 구동하지 마십시오. 그렇게하면 LED의 밝기 범위가 넓어집니다. 균일 한 밝기를 원하지 않으면 이것이 정상이라고 생각할 수도 있지만 고려해야 할 사항이 하나 더 있습니다.
총 100mA에 대해 10 개의 LED가 병렬로 그려져 있으며 각 도면에 10mA가 필요하다고 가정 해 봅시다. 이렇게하려면 5 볼트 전원 공급 장치와 30 옴 저항을 사용합니다. 균일하지 않은 밝기로 괜찮습니다. 문제가 있습니까?
아마 가능합니다. 동일한 전압에서 LED의 밝기가 균일하지 않은 것처럼 동일한 전압에서 동일한 전류를 소비하지도 않습니다.
LED 중 하나가 자연적으로 공통 전압에서 다른 것보다 약간 더 많은 전류를 소비한다고 가정 해 봅시다. 즉, 전력은 전압과 전류의 전류가 같기 때문에 다른 것보다 더 많은 전력을 소비하므로 더 뜨겁습니다. 결과적으로 전압이 더 떨어지고 더 많은 전류가 흐릅니다. 최악의 경우 가장 약한 LED가 끊어 질 때까지 점점 더 많은 전류가 흐르고 열리지 않을 것입니다. 이것은 다음으로 가장 약한 LED가 전류를 흘리기 시작하고 최악의 경우 모든 LED가 죽을 때까지 프로세스가 계속됨을 의미합니다. 이 프로세스는 다른 구성 요소에서도 발생할 수 있으며 "폭죽 모드"라는 별명을 얻었습니다. 이 경우 너무 높은 전류 제한으로 가능합니다. 즉,
이것은 따라야 할 다른 규칙으로 이어진다 : 전류를 각 LED에 개별적으로 제한한다. 이는 일반적으로 LED 당 하나의 저항기 또는 일련의 LED를 의미합니다. 예를 들어 12V 소스가있는 경우 4 개 또는 5 개의 LED를 직렬로 연결하고 단일 저항을 사용하여 스트링의 전류를 제한 할 수 있습니다. 결과를 알고있는 한 적은 수의 LED에 대해이 문제를 해결할 수 있습니다. 병렬로 2 개의 LED를 사용하면 일반 작동 전류의 두 배로 죽는 LED가 많지 않기 때문에 폭죽 모드 고장에 대해 걱정할 필요가 없지만 여전히 밝기가 다릅니다. 병렬로 배치 한 LED가 많을수록 치명적인 오류가 발생할 가능성이 커집니다. 선택은 당신에게 달려 있으며, 몇 번 화상을 입을 때까지 기회를 잡기를 원할 것입니다.
"좋은 판단은 경험에서 나옵니다. 경험은 나쁜 판단에서 나옵니다."
led thermal runaway
간단한 대답은 0.0158에서 0.0058A를 읽어야하는 "1 유효 숫자"만있는 반올림 오류입니다.
그러나 이제 단일 LED 판독 값에서 3 개의 중요한 수치가 없기 때문에 LED 당 전류 100 / 17 = 5.8mA를 계산할 수 있습니다.
또한 전압 상승에 따른 전류 상승을 예측할 수 있습니다. 공칭 5mm Ultrabright LED의 내부 ESR은 15Ω입니다. // 15 개의 LED가있는 경우 ESR은 ~ 1Ω입니다. (& 17 약간 적음) 따라서 0.10 V의 모든 정확한 상승은 ~ 0.10A의 상승을 초래하여 Vf 곡선의 "무릎"이 1.8V임을 암시하며 ESR이 동적으로 상승합니다.
LED에서 일치하지 않는 ESR을 방지하려면 병렬로 최대로 구동 할 때 ESR의 최소 50 % 또는 약 8Ω을 추가하는 것이 좋습니다.
이는 Vf 대 If에 영향을 미치며 단일 배치에서 1 % 미만의 좁은 공차를 가지거나 혼합 배치에서 높은 쪽의 넓은 공차를 가질 수 있습니다. ergo는 전류 공유에 영향을 미치며 자체 발열로 Vf가 감소 할 때만 중요해집니다. 이 차이는 특히 내부 임계 전압이 감소하는 (Shockley Effect) 20mA 이상의 상승 전류에서 가속화되므로 내부 ESR 벌크 저항 양단의 전압이 상승하여 공급 장치의 정전압에서 더 많은 전류를 끌어옵니다.
사실상 LED는 저전압 제너만큼이나 정확하며, 고휘도 LED의 공급 업체 품질 향상으로 인해 유사한 허용 오차를 갖는 경우가 많습니다.
이 RED LED의 대략적인 공식은
Vf = 1.8 + If * ESR
작은 시리즈 R 시리즈를 자연스럽게 추가하면 "전류 공유 다이오드 열 폭주"로 인한 감도 불일치가 제거됩니다.
작은 시리즈 R을 추가하면 예상되는 전류를 안정화 할 수 있다는 장점이있어 사실상 효율이 떨어집니다.
이제 공식은 다음과 같습니다.
Vout = 1.8 + If * (ESR '+ Rs)
여기서 Vout은 위의 ESR에 포함될 수있는 ESR이있는 드라이버 또는 Vcc입니다. 예를 들어 5V CMOS는 ~ 50Ω이고 CMOS <= 3.3 최대 Vcc는 ~ 25Ω ESR입니다.
. 그런 다음 If를 선택하고 R을 해결하십시오.
그러나 대부분의 사람들은 단순히 공칭 Vf @ 20mA를 사용하여 RS를 계산합니다.
Rs = (Vcc-Vf) / If
그런 다음 최악의 최대 Vcc를 사용하여 R을 해결하고 해결을 선택합니다.
ESR은 CMOS 및 MOSFET에서 RdsOn이라고도하는 차동 저항에 대한 편리한 용어입니다.
백색 5mm LED 용
Vf = 2.85 + If * 15Ω
공차가 비슷한 공칭 양호한 부품의 경우.