چه زمانی و چرا LED ها به مقاومت های محدود کننده جریان نیاز دارند؟

اگر روی مدارهای مرتبط با LED کار می‌کنید، ممکن است توصیه یا هشدارهایی را دیده باشید که همیشه از یک مقاومت محدودکننده جریان استفاده کنید.
از یک فرد مبتدی که DIY را انجام می دهد تا کسانی که در حال طراحی و ساخت هستندروشنایی LEDما این راهنما را ایجاد کرده‌ایم تا به همه کمک کنیم تا بفهمند چه زمانی، چرا و چگونه مقاومت محدودکننده جریان مناسب را انتخاب کنند.

طراحی مداری در اطراف اجزای نیمه هادی غیرفعال مانند LED ها به دانش منحنی I-V (جریان در مقابل ولتاژ) مانند هر جزء دیگر نیاز دارد.
البته یکLEDاساسا یک دیود با منحنی غیر خطی I-V است. به عبارت دیگر، همبستگی بین ولتاژ ورودی و جریان ورودی یک مسیر خطی را دنبال نمی کند.
برای مثال، جریان رو به جلو را در 2.7 V{1}}تقریباً 20 میلی آمپر در نظر بگیرید. افزایش ولتاژ به 2.8 ولت در 0.1 ولت باعث می شود که جریان پیشرو حدود 30 میلی آمپر به 50 میلی آمپر افزایش یابد. اگر 0.1 ولت دیگر آن را به 2.9 ولت برسانیم، 35 میلی آمپر به 85 میلی آمپر افزایش می یابد.
نرخ افزایش جریان رو به جلو نیز با افزایش ولتاژ افزایش می یابد. تغییرات کوچک در ولتاژ جلو می تواند منجر به تغییرات بسیار زیاد جریان جلو شود.
بنابراین، درایورهای LED جریان ثابت بهترین راه برای راه اندازی LED ها هستند، زیرا آنها با یک جریان کار می کنند و ولتاژ خروجی خود را مطابق با آن تغییر می دهند، بنابراین پایداری جریان رو به جلو را تضمین می کنند. مقاومت محدود کننده جریان تحت ورودی جریان ثابت لازم نیست.
اگر از منابع برق با ولتاژ ثابت استفاده می کنید، چه کاری باید انجام دهید؟
از سوی دیگر، منابع برق جریان ثابت اغلب پرهزینه‌تر و سازگاری کمتری دارند. بنابراین تقریباً تمام محصولات نوار LED و سایر ماژول ها با ورودی ولتاژ ثابت کار می کنند.
ثابت در سطح ولتاژ خروجی، منابع تغذیه ولتاژ ثابت می توانند هر درجه ای از جریان خروجی بین 0 میلی آمپر و حداکثر نامی خود را تولید کنند، که ممکن است بسیار بالاتر از حداکثر نامی برای LED ها و سیستم LED باشد.
با این حال، همانطور که قبلاً اشاره کردیم، ورودی‌های برق ولتاژ ثابت به دلایل زیر نیاز به اصلاح بیشتری برای استفاده ایمن در سیستم‌های LED دارند، زیرا ارتباط غیرخطی بین جریان پیشرو و ولتاژ پیشروی وجود دارد:
ولتاژ جلو LED همیشه با سطح ولتاژ منبع تغذیه مطابقت ندارد. به عنوان مثال، بسته به مشخصات LED مشابه بالا، اگر منبع تغذیه ولتاژ ثابت 3.0 ولت داشته باشید، جریان رو به جلو نیز به 135 میلی آمپر محدود می شود.
با استفاده از منبع تغذیه یکسان، اگر بخواهیم آن را کار کنیم چه می شودLEDدر 20 میلی آمپر؟ LED فقط به 2.7 ولت نیاز دارد، نه 3.0 ولت. اما، با توجه به اینکه اکثر واحدهای منبع تغذیه فاقد انتخاب ولتاژ متغیر خروجی هستند، واحد منبع تغذیه به تنهایی نمی تواند 2.7 ولت در LED تولید کند.

راه حل این است که یک مقاومت را به صورت سری با LED قرار دهید و اجازه دهید ولتاژ LED را 0.3 ولت کاهش دهد.
چگونه می توانیم مقدار مقاومت را تعیین کنیم؟ با استفاده از قانون اهم، که می گوید V=IR، V را با 0.3V (افت ولتاژ) و I را با 0.02A (جریان رو به جلو مطلوب) جایگزین می کنیم. حل R به ما 15 اهم می دهد.
محاسبات مشابهی را می توان بدون توجه به ولتاژهای موجود انجام داد-به عنوان مثال،نوارهای LED 12 ولت و 24 ولت.
تغییرات در ولتاژ جلو LED در تنظیمات تولید انبوه اجتناب ناپذیر است و منجر به چندین سطل ولتاژ می شود. در حالت ایده‌آل، ال‌ای‌دی‌های هر سطل ولتاژ دارای یک جفت مقدار مقاومت متفاوتی هستند که برای تضمین همان جریان رو به جلو، مستقل از سطل ولتاژ LED محاسبه می‌شود. در غیر این صورت، ممکن است تفاوت‌های بزرگ‌تری در کشش جریان رو به جلو-و در نتیجه روشنایی- رخ دهد.
هر یک از خطوط فوق یک سطل ولتاژ مشخص را نشان می دهد. برای بدست آوردن ولتاژهای پیشروی مختلف مورد نیاز برای رسیدن به همان 60 میلی آمپر برای همه سطل های LED، نیازهای مقاومت متفاوتی باید مورد استفاده قرار گیرد.

همانطور که مشاهده کردیم، LED ها یک همبستگی غیرخطی بین جریان پیشرو و ولتاژ پیشروی نشان می دهند. در نتیجه، یک افزایش کوچک در ولتاژ می تواند باعث افزایش شدید جریان رو به جلو شود که می تواند باعث افزایش جریان و خرابی دستگاه شود.
برخلاف دیودها، مقاومت ها یک رابطه خطی بین ولتاژ جلو و جریان رو به جلو دارند (همانطور که قانون اهم نشان می دهد).
بنابراین، صرف نظر از سطح ولتاژ، افزایش ولتاژ پیشروی باعث افزایش متناسب و یکسان در جریان رو به جلو می شود. هنگامی که در مدار LED قرار می گیرد، این ویژگی مقاومت ها می تواند به جبران عواقب افزایش ولتاژ کمک کند.

یک منبع انرژی ناپایدار با نویز یا امواج قابل توجه اولین گزینه است. اگر منبع تغذیه ولتاژ ثابت جریان DC ناپایدار ایجاد کند، ولتاژ رو به جلو و سنبله متناوب - و مقاومت های محدود کننده جریان به کنترل یک اسپایک جریان رو به جلو مرتبط کمک می کنند.
دومی، سازگارتر و گسترده تر، ویژگی خود دستگاه های LED است.
اگر جریان رو به جلو را ثابت نگه داریم، ولتاژ جلو LED با گرم شدن کاهش می یابد. برگه های LED اغلب این را در نمودار تغییر دما در مقابل ولتاژ رو به جلو نشان می دهند:
طراحی یک مدار جریان ثابت از این دانش سود می برد زیرا ما را از محدوده واقعی ولتاژهای رو به جلو که می توانیم در یک سیستم مشاهده کنیم مطلع می کند. اما بیایید همان ایده را از دیدگاه ولتاژ ثابت دوباره بیان کنیم:
اگر ولتاژ رو به جلو را ثابت نگه داریم، جریان رو به جلو LED با گرم شدن افزایش می یابد.
اول از همه، اتلاف توان کلی یک LED تولید گرمای آن را تعیین می کند. بنابراین، این واقعیت که جریان رو به جلو با افزایش دمای آن افزایش می‌یابد، احتمالاً فاجعه‌بار است، زیرا جریان رو به جلو بیشتر دمای LED را حتی بیشتر افزایش می‌دهد، بنابراین جریان رو به جلو آن را در یک حلقه بازخورد مثبت بیشتر می‌کند. در بهترین حالت، به این حالت فرار حرارتی سیستم LED می گویند که باعث خرابی های فاجعه بار و شاید آتش و دود می شود.
با استفاده از منحنی خطی IV خود، یک مقاومت محدود کننده جریان کمک می کند تا تاثیر افزایش ولتاژ را جبران کند. علاوه بر این، نسبت به دمای آن، مقاومت ها بر خلاف مقاومت عمل می کنندال ای دی ها; با افزایش دما، مقاومت نیز افزایش می یابد.
برخی از مردم به دلیل این ویژگی ساده و در عین حال مفید، مقاومت هایی را که در این روش استفاده می شود، مقاومت بالاست نامیده اند.

به دلیل اینکه ذاتاً جریان- کنترل می شود، دستگاه های LED به تغییرات ولتاژ واکنش خوبی نشان نمی دهند.
ساختن یکسیستم LEDاستفاده از منابع برق با ولتاژ ثابت به این معنی است که شما باید آماده استفاده از مقاومت های محدود کننده جریان باشید تا عملکرد ایمن و پایدار دستگاه های LED را تضمین کنید.

Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd در سال 2010 تاسیس شد. این یک شرکت ملی با فناوری پیشرفته است که طراحی، تحقیق و توسعه، تولید و فروش محصولات نورپردازی داخلی و خارجی را یکپارچه می کند و همچنین می تواند OEM، ODM را انجام دهد. برای جزئیات بیشتر در مورد پیشنهادات ما، لطفاً با ما تماس بگیریدbwzm18@ledbenweilighting.com