많은 병렬 LED에 단일 저항을 정확히 사용할 수없는 이유는 무엇입니까?

왜 여러 개의 LED에 하나의 저항 대신 병렬로 단일 저항을 사용할 수 없습니까?

주된 이유는 다이오드를 병렬로 안전하게 연결할 수 없기 때문입니다.

따라서 하나의 저항을 사용하면 전체 다이오드 섹션에 대한 전류 제한이 있습니다. 그 후 전류를 제어하는 ​​것은 각 다이오드에 달려 있습니다.

문제는 실제 다이오드는 동일한 특성을 가지지 않기 때문에 하나의 다이오드가 작동하기 시작하고 다른 다이오드는 그렇지 않을 위험이 있다는 것입니다.

따라서 기본적으로 이것을 원합니다 ( Paul Falstad의 회로 시뮬레이터에서 열림 ).

그리고 실제로 당신은 이것을 얻습니다 ( Paul Falstad의 회로 시뮬레이터에서 열림 ).

보시다시피, 첫 번째 예에서 모든 다이오드는 동일한 양의 전류를 전도하고 두 번째 예에서 한 다이오드는 대부분의 전류를 전도하는 반면 다른 다이오드는 거의 아무것도 수행하지 않습니다. 예제 자체는 약간 과장되어 차이가 좀 더 분명해 지지만 실제 세계에서 일어나는 일을 잘 보여줍니다.

위의 내용은 전류를 설정하는 방식으로 저항을 선택한다는 가정으로 작성되었습니다. 전류는 각 다이오드에서 원하는 전류의 n 배입니다. 여기서 n 은 다이오드 수이며 전류는 실제로 단일 다이오드가 안전하게 전도 할 수있는 전류. 그러면 순방향 전압이 가장 낮은 다이오드가 대부분의 전류를 전도하여 가장 빨리 마모됩니다. 죽으면 (개방 회로로 죽으면) 다음으로 가장 낮은 순방향 전압을 가진 다이오드는 대부분의 전류를 전도하며 다이오드가 부족할 때까지 첫 번째 다이오드보다 훨씬 빠르게 죽습니다.

여러 다이오드에 전력을 공급하는 저항을 사용할 수있는 곳을 생각할 수있는 한 가지 경우는 저항을 통과하는 최대 전류가 작아서 단일 다이오드가 전체 전류로 작동 할 수있을 것입니다. 이런 식으로 다이오드는 죽지 않지만 나는 스스로 실험하지 않았으므로 얼마나 좋은 아이디어인지는 말할 수 없습니다.

좋아, 계산을 해보자.

LED의 단순화 된 모델은 작은 저항과 직렬로 연결된 고정 전압 소스입니다. Kingbright 에서이 LED 를 선택하겠습니다 .

기울기는 20mA / 100mV이므로 내부 저항은 5 입니다. 고유 LED 전압은 1.9V입니다. LED에 20mA가 필요하고 전원 공급 장치가 5V라고 가정합니다.$\Omega$

그런 다음 LED 전압은 1.9V + 5 20mA = 2V입니다. 단일 직렬 저항$\Omega$ $\cdot$

$R = \dfrac{5V - 2V}{2 \cdot 20mA} = 75 \Omega$ 입니다.

두 LED가 모두 같은 경우입니다. 이제 LED 사이에 약간의 불일치가 있고 두 번째 LED의 1.9V가 실제로 1.92V이며 단지 1 % 차이라고 가정하십시오.

이제 LED의 전압이 무엇인지 즉시 알 수 없습니다. 알아 내서 이라고 . 75 저항을 통한 단일 전류 이 있습니다 . $V_L$$I_R$$\Omega$

$I_R = \dfrac{5V - V_L}{75 \Omega}$

첫 번째 LED를 통한 전류 :

$I_1 = \dfrac{V_L - 1.9V}{5 \Omega}$

마찬가지로 LED 2도 마찬가지입니다.

$I_2 = \dfrac{V_L - 1.92V}{5 \Omega}$

이제 . $I_R = I_1 + I_2$

$\dfrac{5V - V_L}{75 \Omega} = \dfrac{V_L - 1.9V}{5 \Omega} + \dfrac{V_L - 1.92V}{5 \Omega}$

이것으로부터 = 2.01 V 임을 알 수 있습니다 . 그리고 나서, 우리가 찾은 LED 전류에 대한 위의 방정식에서이 값을 채우십시오.$V_L$

I 2 = 17.94 m $I_1 = 21.94 mA$ 및$I_2 = 17.94 mA$

결론

LED 전압의 가장 작은 차이 (1 %)만으로도 LED 전류가 18 % 차이가납니다. IRL 차이가 클 수 있으며 밝기에 눈에 띄는 차이가있을 수 있습니다. 내부 저항이 낮을수록 효과가 악화됩니다.

참조 여기에 내 최근 상세한 대답을

LED 특성의 확산으로 인해 전류가 불균등하게 분배됩니다.

자신의 점유율보다 더 많이 그리는 사람들은 더 뜨겁고 더 많이 그릴 것입니다.

자신의 점유율보다 적게 그리는 사람들은 더 시원하고 덜 끌 것입니다.

10 개의 LED를 가지고 있고 병렬로 연결하고 10 개의 모든 정격 전류에 대해 단일 LED로 구동하는 경우 :

• 일반적인 저비용 LED의 경우 Vf / If 매칭은 최저 Vf LED가 정격 전류의 2 배 또는 3 배 또는 4 배가 될 수있을 정도로 열악합니다.

• 과전류 LED는 빠르게 죽습니다.

• 이제 10에 충분한 전류를 공유 할 수있는 9 개의 LED가 있습니다. 평균 전류는 110 %입니다. 가장 낮은 Vf LED는 다시 과부하가 걸리고 실패하지만 이번에는 LED 당 더 많은 전류가있을 때 더 빨리 발생합니다.

• 다음 ... :-)-연쇄 반응.

전형적인 저렴한 아시아 * 다중 LED 토치를보십시오.
가장 밝은 LED에 주목하십시오. 토치를 잠시 동안 조작 한 후 다시 관찰하십시오.
너무 긴 시간이 지나면 가장 밝은 LED가 어두워 지거나 꺼집니다.
가장 밝은 LED를 관찰하십시오 ...

• 나는 대부분의 멀티 LED 토치가 중국산이며 대부분 가격이 저렴하기 때문에 가격이 이길 수 없기 때문에 "저렴한 아시아"라고 말합니다. 그들은 "시장이 무엇을 낳을 것인가"에 따라 크게 성장하고 시장은 쓰레기를 낳을 것이다. 여러 개의 LED가있는 다른 국가의 LED 조명 또는 적절한 디자인의 중국산 조명은 비용이 많이 들고 덜 인기가 있습니다. 추가 비용이 발생하는 이유가 있습니다.

직렬 LED (2 그룹).
정전류 드라이브.
더 많은 비용이 듭니다.

LED가 모두 동일한 특성을 가지고 있다면 작동합니다. 불행히도, 그렇지 않습니다. 그들은 서로 다른 전류가 흐를 것입니다. 직렬로 연결된 여러 LED는 물론 단일 전류 제한 저항을 가질 수 있습니다.

TLDR;

저항이 전류를 15mA로 제한하면 각 LED가 켜지면 전류가 공유되고 감소되어 더 많이 켜지면 희미 해집니다.

글쎄 이것은 사실이 아닙니다.

임베디드 디버깅을 위해 8 개의 LED가있는 브레드 보드를 자주 사용합니다. 차이점은 하나의 저항을 통해 8 개의 LED가 모두 접지에 연결되어 있지만 (이 방법으로 PCB를 두드리는 것이 더 빠름) 전류는 별도의 마이크로 컨트롤러 핀에서 공급된다는 것입니다. '병렬'의 의미에 따라 달라집니다!