Tại sao đèn LED sáng lên mặc dù Điện áp cung cấp <Điện áp chuyển tiếp

Tôi có một đèn LED đã chỉ định điện áp chuyển tiếp điển hình là 3,5V và điện áp chuyển tiếp tối đa 3,9V.

Tôi áp dụng 3,3V trên nó với một điện trở 300 Ohm nối tiếp. Tại sao nó sáng lên?

Tôi tự hỏi liệu tôi có thể chọn đèn LED này là một lựa chọn đáng tin cậy cho thiết kế của mình không (như đã lưu ý chạy ở nguồn cung cấp 3,3V trên bảng).

Suy nghĩ của tôi:

Bảng dữ liệu LED có đường cong điện áp chuyển tiếp so với dòng điện (Tôi cũng bối rối tại sao họ đặt dòng chuyển tiếp trên trục Y thay vì X, với điều kiện là dòng điện sẽ thay đổi ở đây). Dù sao, đường cong cho thấy sự giảm điện áp chuyển tiếp ở dòng điện nhỏ hơn; có lẽ đây là lời giải thích?

Dưới đây là bảng dữ liệu PDF có thể tải xuống cho đèn LED này (đó là đèn LED ba màu và trong câu hỏi này, tôi đã đề cập đến thông số kỹ thuật cho màu Xanh và Xanh lục).

Bạn đã đúng - điện áp chuyển tiếp phụ thuộc vào dòng điện phía trước.

Điện áp chuyển tiếp bạn thấy trong bảng các giá trị tiêu biểu là cho dòng điện 20mA, quá cao khi cả 3 màu được sử dụng cùng một lúc (chú thích hai trong bảng xếp hạng tuyệt đối trên trang 3 - 15mA là mức tối đa trong đó trường hợp).

Khi bạn nhìn vào sơ đồ 2 trong bảng dữ liệu , bạn có thể thấy mối quan hệ giữa điện áp chuyển tiếp và dòng điện chuyển tiếp. Những gì bạn thấy ở đây là đối với điện áp chuyển tiếp 3,3V, dòng điện chuyển tiếp 20mA có thể được mong đợi. Với 3V, nó sẽ là 8mA. Giá trị điện trở cao hơn không làm cho nó đáng tin cậy hơn, nó chỉ làm cho đèn LED tối hơn. Bạn muốn có điện trở càng nhỏ càng tốt.

Điện trở chỉ đủ lớn để giảm điện áp chuyển tiếp xuống còn khoảng 3,1V với dòng điện 15mA - điều này có nghĩa là giá trị khoảng 13,3 Ohms (mặc dù vậy, đèn LED màu đỏ cần phải lớn hơn).

Đèn LED này có thể sử dụng được cho bạn hay không tùy thuộc vào độ sáng bạn cần. Nếu bạn không cần nó sáng lên hoàn toàn (hoặc bạn sử dụng phiên bản có cường độ cao hơn, xem trang 4), nó sẽ hoạt động. Nếu bạn muốn chắc chắn rằng bạn có thể sử dụng toàn bộ cường độ, bạn cần sử dụng một cường độ khác. Olin đúng - sự khác biệt giữa các lô cũng có thể có nghĩa là một số sáng hơn so với các lô khác. Để đảm bảo độ sáng đồng đều, bạn cần điều khiển dòng điện chạy qua đèn LED.

"Điển hình" trong datasheets không có nghĩa là bất cứ điều gì hữu ích. Đó chủ yếu là những con số tiếp thị và thường là các nhà cung cấp cố gắng làm cho mình trông đẹp hơn.

Các thông số kỹ thuật tối thiểu và tối đa là những gì quan trọng. Không có gì đáng ngạc nhiên khi một đèn LED thường có 3,6 V chạy ngang với dòng hoạt động đầy đủ của nó sẽ sáng lên ở mức 3,3 V. Dòng điện có lẽ ít hơn đáng kể so với dòng điện đầy đủ, nhưng một số đèn LED sáng đến mức chúng vẫn có thể dễ dàng nhìn thấy băng ghế của bạn ở một phần nhỏ của hiện tại tối đa.

Không, đèn LED mô hình này sẽ không sáng đáng tin cậy từ 3,3 volt. Bạn đã tìm thấy một cái đã làm, và 1000 tiếp theo bạn cũng có thể, nhưng 10000 tiếp theo sau đó có thể quá mờ. Trừ khi bảng thông số rõ ràng cho bạn biết những gì bạn nhận được ở 3,3 V, bạn phải cho rằng không có gì đảm bảo. Trong thực tế, bạn có thể sẽ nhận được một chút ánh sáng ở mức 3,3 V, nhưng lượng ánh sáng đó có thể dễ dàng thay đổi từ bộ phận này sang bộ phận khác.

Đèn LED không phải là điốt lý tưởng, vì vậy điểm "bật" (Vf) không phải là một sự chuyển đổi hoàn toàn sắc nét. Nếu chúng ta nhìn vào đường cong IV cho một đèn LED điển hình, chúng ta có thể thấy điều này:

Vf thường được lấy ở mức 20mA (một số datasheets sẽ cung cấp cho một vài Vfs ở các dòng khác nhau)

Từ điều này, chúng ta có thể thấy rằng thật khó để điều khiển một đèn LED bằng cách thay đổi điện áp trên nó, vì vậy để kiểm soát tốt nhất, cần có một trình điều khiển dòng không đổi. Bạn có thể mua rất nhiều IC dành riêng cho nhiệm vụ này hoặc bạn có thể cuộn nguồn đơn giản của riêng mình.
Với trình điều khiển dòng không đổi, nếu đèn LED Vf thay đổi (quá trình, nhiệt độ, v.v.) thì trình điều khiển bù để giữ dòng không đổi, vì vậy đây là cách để làm mọi thứ nếu bạn muốn dòng điện chính xác bất kể sự thay đổi của bộ phận (lưu ý độ sáng tại XmA có thể khác nhau, vì điều này cũng thay đổi)

Điều khiển đèn LED với điện áp cung cấp ở trên, dưới hoặc trên / dưới điện áp đầu ra của bạn

Có nhiều loại trình điều khiển LED khác nhau - một số chỉ là bộ giới hạn dòng không đổi cơ bản và một số sử dụng cấu trúc liên kết tăng (hoặc buck) để cung cấp phạm vi tuân thủ rộng hơn cho dòng không đổi.

Trình điều khiển hiện tại không đổi đơn giản:

Trình điều khiển dòng không đổi đơn giản sẽ mất quy định khi điện áp tiếp cận điện áp cung cấp (do sự sụt giảm của phần tử giới hạn) Điều này sẽ được đưa ra trong biểu dữ liệu (xem chi phí cung cấp thấp nhất trong biểu dữ liệu phần ví dụ này , trg.10)

Tăng cường trình điều khiển LED

Trình điều khiển LED sử dụng cấu trúc liên kết tăng (giống như bộ điều khiển chuyển mạch nhưng được đặt cho dòng điện không đổi thay vì điện áp) sẽ vẫn cung cấp dòng điện không đổi, nhưng nó làm tăng điện áp trên phạm vi cung cấp để cho phép điều khiển đèn LED nối tiếp với tổng Vf trên điện áp cung cấp:

Trình điều khiển SEPIC, Buck-Boost, Cuk LED

Được rồi, vậy còn trường hợp khi điện áp đầu vào của bạn thay đổi trên và dưới điện áp đầu ra thì sao? Một trường hợp điển hình có thể là khi sử dụng pin Li-Ion có thể thay đổi trên ~ 4.3V - ~ 2.7V và đầu ra 3V là cần thiết để đẩy dòng điện mong muốn thông qua đèn LED.
Trong trường hợp này, chúng tôi sử dụng trình điều khiển SEPIC, buck-boost hoặc Cuk. Tất cả đều có thể làm điều tương tự ở đây nhưng có các cấu trúc liên kết khác nhau (tại sao bạn lại chọn một cấu trúc khác là đọc thêm mà bạn có thể muốn làm - rất nhiều Sách / Ứng dụng ghi chú ngoài đó ...)

Dù sao, đây là một ví dụ về mạch SEPIC sử dụng LM3410 :

Và đây là bảng hiệu suất của điện áp đầu vào trên và dưới điện áp đầu ra, bạn có thể thấy sự điều tiết của dòng LED được duy trì hoàn hảo:

(Tôi cũng bối rối tại sao họ đặt Dòng chuyển tiếp trên trục Y thay vì X, với điều kiện đó là dòng điện sẽ thay đổi ở đây).

Tôi đã nói rằng một diode đang tiến hành tùy thuộc vào sự sụt giảm điện áp trên các chân. Đó là lý do tại sao dòng điện có thể chạy liên quan trực tiếp đến sự sụt giảm điện áp trên diode (hoặc LED). Đó là lý do tại sao điện áp là X và hiện tại là trục Y.