¿Se requiere una resistencia limitadora de corriente para los LED si la tensión directa y la tensión de alimentación son iguales?

Para LED azules con un voltaje directo de 3.3 V y un voltaje de suministro de 3.3 V, ¿todavía se necesita una resistencia en serie para limitar la corriente?

La ley de Ohm en este caso dice 0 Ω, pero ¿es esto correcto en la práctica?

¿Quizás solo un valor pequeño como 1 o 10 Ω solo para estar seguro?

No, no es correcto, aunque solo sea porque ni el LED ni la fuente de alimentación son 3.3V. La fuente de alimentación puede ser de 3.28V, y el voltaje del LED de 3.32V, y luego el cálculo simple para la resistencia en serie ya no se mantiene.

El modelo de un LED no es solo una caída de voltaje constante, sino más bien un voltaje constante en serie con una resistencia, la resistencia interna. Como no tengo los datos para su LED, veamos esta característica para otro LED, el LED Kingbright KP-2012EC :

Para corrientes superiores a 10 mA, la curva es recta y la pendiente es la inversa de la resistencia interna. A 20 mA, el voltaje directo es de 2 V, a 10 mA, esto es 1.95 V. Entonces la resistencia interna es

$R_{INT} = \dfrac{V_1 - V_2}{I_1 - I_2} = \dfrac{2V - 1.95V}{20mA - 10mA} = 5\Omega$ .

El voltaje intrínseco es

$V_{INT} = V_1 - I_1 \times R_{INT} = 2V - 20mA \times 5\Omega = 1.9V.$

Supongamos que tenemos una fuente de alimentación de 2V, entonces el problema se parece un poco al original, donde teníamos 3.3V tanto para la fuente como para el LED. Si conectamos el LED a través de una resistencia 0 (¡después de todo, ambos voltajes son iguales!) Obtendríamos una corriente de LED de 20 mA. Si el voltaje de la fuente de alimentación cambiara a 2.05V, solo un aumento de 50mV, entonces la corriente del LED sería $\Omega$

$I_{LED} = \dfrac{2.05V - 1.9V}{5\Omega} = 30mA.$

Entonces, un pequeño cambio en el voltaje dará como resultado un gran cambio en la corriente. Esto se muestra en la inclinación del gráfico y la baja resistencia interna. Es por eso que necesita una resistencia externa que sea mucho más alta, para que tengamos la corriente mejor bajo control. Por supuesto, una caída de voltaje de 10 mV sobre, digamos, 100 da solo 100 A, que apenas será visible. Por lo tanto, también se requiere una mayor diferencia de voltaje. $\Omega$$\mu$

Siempre necesita una caída de voltaje suficientemente grande sobre la resistencia para tener una corriente de LED más o menos constante.

Siempre necesita un dispositivo limitador de corriente. Cuando use una fuente de voltaje, siempre debe tener una resistencia, piense en lo que sucede cuando el voltaje cambia en una pequeña cantidad. Sin resistencia, la corriente del LED se dispararía (hasta que alcance un límite de base térmica debido a los materiales del LED). Si tuviera una fuente de corriente, entonces no necesitaría una resistencia en serie porque el LED funcionaría en el nivel de fuente actual.

También es poco probable que el voltaje directo del LED sea siempre exactamente el mismo que el suministro. Habrá un rango mencionado en la hoja de datos. Entonces, incluso si su suministro coincide exactamente con el voltaje directo típico, diferentes LED funcionarían con corrientes muy diferentes y, por lo tanto, con brillos.

La relación IV en un diodo es exponencial, por lo que la aplicación de una diferencia de voltaje de 3.3 V +/- 5% a un LED con una caída nominal de 3.3V no dará como resultado una variación de intensidad del 5%.

Si el voltaje es demasiado bajo, el LED puede estar atenuado; Si el voltaje es demasiado alto, el LED puede dañarse. Como dice Hans, un suministro de 3.3V probablemente no sea suficiente para un LED de 3.3V.

Al conducir un LED, es mejor establecer la corriente, no el voltaje, ya que la corriente tiene una correlación más lineal con la intensidad de la luz. El uso de una resistencia en serie es una buena aproximación para configurar la corriente a través del LED.

Si no puede usar una fuente con suficiente espacio para permitir una resistencia de ajuste de corriente, puede usar un espejo de corriente . Eso todavía requiere cierta caída de voltaje, pero posiblemente no tanto como lo que necesitarías para una resistencia.

Necesita una caída de voltaje sobre la resistencia limitadora de corriente para que funcione. Y esa caída de voltaje debe ser sustancial para evitar altas corrientes cuando su 3.3V está un poco apagado (tal vez 3.45V por un tiempo). Si manejara un LED con una caída de voltaje de 1V a través de una resistencia y el suministro es 1V más alto, tendría aprox. La corriente doble.

Un LED necesita una corriente constante para brillar. Sin embargo, una fuente de corriente constante probablemente necesite más de 3.3V para un LED azul, a menos que esté usando una versión de refuerzo.

Si la fuente de alimentación fuera exactamente 3.3V y la caída de voltaje a través del LED fuera 3.3V, entonces no necesitaría una resistencia limitadora de corriente. ¡Sin embargo, el mundo no es perfecto y hay imperfecciones en todo!

Solo puede calcular un valor de resistencia de seguridad apropiado después de tener en cuenta la configuración de la fuente de alimentación y la variación en el voltaje directo del LED. Si cree que puede tener un error / variación de hasta , entonces calcularía el valor de resistencia para eso. Como ejemplo, el caso de , que no es irrazonable para una fuente de 10% de 5V: 0.5 V ± 0.5 $V_{SOURCE}-V_{LED}$$0.5 \mbox{ }V$$\pm 0.5\mbox{ }V$

Solo tenga en cuenta que probablemente esta no sea una buena idea en la práctica, pero es posible.

Incluso si los voltajes fueran los mismos, aún necesitaría agregar una resistencia. La única vez que no agrega una resistencia es cuando la salida de corriente de la fuente es menor o igual a la cantidad necesaria, por ejemplo, conectando un LED blanco a un CR2023. No se necesita resistencia, ya que la resistencia interna de la batería limita la corriente a un nivel aceptable.

No se preocupe por agregar una resistencia porque es lo más barato que puede agregar para proteger su LED, a menos que esté lidiando con un LED de alta corriente.

Si el voltaje directo y el voltaje de suministro son casi iguales, el uso de una resistencia arrojará resultados que son muy sensibles a las variaciones en el voltaje de suministro o las características del LED. Si la resistencia está dimensionada para evitar dañar el LED si resulta que el voltaje de suministro es máximo y el voltaje intrínseco del LED es mínimo, el LED solo se iluminará con una fracción de su brillo posible si el voltaje de suministro es mínimo y El voltaje intrínseco del LED está en su máximo.

El uso de algún tipo de circuito regulador de corriente producirá resultados mucho mejores, aunque la mayoría de los circuitos reguladores de corriente simples tienen una cierta cantidad de voltaje de cumplimiento. Probablemente lo más fácil de hacer en muchos casos es usar un chip controlador de LED con un circuito de refuerzo incorporado. Algunos de ellos pueden hacer un buen trabajo regulando el brillo del LED independientemente de la tensión de alimentación.

Sucedí en esto por accidente, y no hay nada como agregar comentarios a un viejo incendio ... Pero ...

Si conduce el LED desde una fuente con una resistencia interna muy baja, el LED será sensible a pequeños cambios en el voltaje de alimentación. Si maneja el LED desde una fuente de alimentación grande capaz de entregar amplificadores, y se desplaza 10MV más alto, puede cocinar el LED. Tenga en cuenta que en muchos casos, como las linternas de bajo costo, los LED se consideran desechables y están bastante seguros de que el voltaje del terminal de la batería no va a ser más de lo normal para ese tipo de química de baterías; El LED probablemente opera por encima de las especificaciones o justo en el borde con baterías nuevas. Además, dependiendo de la curva de conducción hacia adelante de los dispositivos, es posible que no pueda obtener 20 mA en un LED blanco o azul con un suministro de 3.3V. Y si hace los cálculos, colocar una resistencia de 5 ohmios en serie con el LED no le va a generar mucha latitud de voltaje. Sin embargo, hasta este punto, solo nos ha preocupado la salud del LED, que parece un poco simple. Me preocuparía mucho más estresar uno de los pines de E / S en un microcontrolador que me costó unos pocos dólares que cocinar un LED que se puede tener por menos de 2 centavos en eBay. Entonces, si tuviera que conectar un LED a la salida de un chip costoso con un 3.3V Vcc, incluso si el LED tuviera una potencia de 3.3VI probablemente agregaría unos cientos de ohmios y apagaría el LED solo unas pocas ma, lo que corre el riesgo de dañar La parte cara. Si quisiera que el LED fuera brillante, usaría un transistor o un chip dedicado para conducirlo. Con ese enfoque, puede apagar el LED de la fuente de alimentación en bruto y usar una resistencia de caída más grande. Eso le da más libertad con el LED y hay menos posibilidades de dañar la parte costosa al estresar demasiado la salida.

Los LED pueden manejar mucha más corriente PICO que el estado estacionario. Estudie la hoja de datos del LED y luego PWM el LED dentro de sus límites de ciclo de trabajo PICO y entonces no necesitará una resistencia