En teoría, si un LED consume 10 mA, entonces 17 LED paralelos consumieron 170 mA, pero en realidad cuando conecto 17 LED paralelos, solo consumieron 100 mA, no 170 mA, ¿por qué hay diferencia entre la teoría y la realidad?
¿Cuánto voltaje produce un LED cuando la luz lo golpea desde su vecino? ¿Será suficiente para reducir significativamente la corriente directa?
Andy alias
44
@Andyaka Me sorprendería si ese efecto fuera del mismo orden de magnitud de los problemas mencionados.
W5VO
Nota: La intensidad de la luz registrada en la imagen es visualmente mayor en el conjunto de 9 a la izquierda de los puentes puente en el centro de los rieles de potencia. Esto hace casi seguro que el punto de Passerby de que haya resistencia en su configuración y una caída en el voltaje entre su entrada de energía y, al menos, el segundo conjunto de LED.
Makyen
Respuestas:
16
Asume que cada uno de estos leds tiene curvas IV perfectamente idénticas. Las especificaciones indicadas son cifras nominales, típicas, y habrá variaciones.
Un LED puede ser de 10 mA a 1.9 VF, pero otro puede ser de 8 o 12 mA o diferente en el mismo VF. Eso ni siquiera tiene en cuenta el brillo. Dos leds con la misma curva IV también pueden ser notablemente diferentes en color y brillo.
También debe tener en cuenta la precisión o redondeo de su suministro. Solo mide hasta la centésima de un amplificador. No es suficiente para un rango de miliamperios adecuado.
También tenga en cuenta la resistencia de la placa que está utilizando. Si mide el voltaje a través del primer led y el último led, puede notar una diferencia.
Debe usar un buen amperímetro o multímetro en modo de corriente, y medir individualmente cada uno de los leds en este circuito para ver cuánto consume cada led.
Su medidor de PSU solo tiene una resolución de 0.01 A (10 mA). La corriente real podría estar entre 5 mA y 15 mA para un solo LED.
Cambie su multímetro amarillo al rango de mA, conecte los cables a los enchufes correctos y conecte el multímetro en serie con un LED y obtenga una medición más precisa.
No se recomiendan los LED en paralelo de esta manera. Los que tienen una caída de voltaje directa más baja acapararán la corriente. Conéctelos en serie con un suministro limitado de corriente o coloque una resistencia en serie con cada LED para limitar la corriente.
Transistor y Passerby han respondido perfectamente a la pregunta que ha formulado, pero permítanme probar algo un poco más completo.
Parece que tiene una buena cantidad de LED, y si tiene algunos repuestos, intente este experimento. Conduzca 1 LED a 1.9 voltios. Grabar la corriente. Aumente el voltaje a 2.0. Ahora prueba 2.1. Verá que la corriente aumenta muy rápidamente, y me sorprendería si 2.1 voltios no matan el LED. Ahora reemplace el LED con una resistencia de 200 ohmios y repita la prueba. Esto establece que la corriente aumenta mucho más rápidamente con un LED que con una resistencia una vez que se alcanza el voltaje de encendido.
Ahora, aquí hay algo que no sabe: para un voltaje fijo, la corriente a través de un LED aumentará a medida que aumente la temperatura de los LED.
Debido a que se está poniendo más caliente, su corriente aumentará, y también lo hará su temperatura. Lo cual, por supuesto, significa que su corriente aumentará aún más. Puede ver a dónde lleva esto: el término técnico es fugitivo térmico . Así que esto lleva a la primera y más importante regla: nunca intente conducir un LED desde una fuente de voltaje. Siempre limite la corriente. Esto se hace más fácilmente proporcionando un voltaje más alto y usando una resistencia de límite de corriente en serie. En su caso, un suministro de 5 voltios y una resistencia de 300 ohmios proporcionarán aproximadamente 10 mA de forma segura.
Además, su configuración muestra que tuvo suerte al elegir los LED: todos parecen tener el mismo brillo. Como dijo Passerby, esto no es generalmente cierto. Por lo tanto, no conecte un montón de LED y conduzca desde una sola resistencia. Hacerlo invitará a un rango de brillo en los LED. Si no desea un brillo uniforme, puede pensar que esto está bien, pero hay una cosa más a considerar.
Digamos que tiene 10 LED en paralelo, cada dibujo (es de esperar) 10 mA, para un total de 100 mA. Para hacer esto, utiliza un suministro de 5 voltios y una resistencia de 30 ohmios. Estás bien con el brillo no uniforme. ¿Hay algún problema?
Muy posiblemente. Así como los LED no tienen un brillo uniforme para el mismo voltaje, tampoco consumen la misma corriente al mismo voltaje.
Digamos que uno de los LED consume naturalmente un poco más de corriente que los otros en el voltaje común. Esto significa que, dado que la potencia es igual al voltaje por la corriente, disipa más potencia que las otras, y esto significa que se calentará más. A su vez, esto reduce su voltaje más y consume más corriente. En el peor de los casos, el LED más débil consumirá más y más corriente hasta que se queme, y probablemente no se abrirá. Esto significa que el siguiente LED más débil comenzará a acaparar la corriente y, en el peor de los casos, el proceso continuará hasta que todos los LED estén muertos. Este proceso también puede ocurrir con otros componentes, y se ha ganado el apodo de "modo petardo". En este caso, es posible gracias a un límite de corriente demasiado alto: es decir,
Esto lleva a la otra regla que debe seguir: limite la corriente a cada LED por separado. Esto generalmente significa una resistencia por LED o cadena de LED en serie. Por ejemplo, si tiene una fuente de 12 voltios, podría colocar 4 o 5 LED en serie y usar una sola resistencia para limitar la corriente en la cadena. A menudo puede evitar esto para un pequeño número de LED, siempre que sepa las consecuencias. Con 2 LED en paralelo, probablemente no tenga que preocuparse por las fallas del modo de petardo, ya que no muchos LED morirán al doble de la corriente de funcionamiento normal, pero probablemente obtendrá un brillo desigual. Cuantos más LED coloque en paralelo, mayores serán las probabilidades de falla catastrófica. La elección depende de usted, y probablemente querrá correr riesgos hasta que se haya quemado varias veces.
"El buen juicio proviene de la experiencia. La experiencia proviene del mal juicio".
Todo lo que falta es la palabra claveled thermal runaway
Passerby
1
La respuesta simple es un error de redondeo con solo "1 cifra significativa" en 0.01 A que debería leer 0.0058 A
Pero ahora puede calcular la corriente 100/17 = 5.8mA por LED debido a la falta de 3 cifras significativas de una sola lectura de LED.
Además, puede predecir el aumento de corriente con el aumento de voltaje. El LED ultrabrillante nominal de 5 mm tiene una ESR interna de 15 Ω. Con 15 LED en //, el ESR sería ~ 1Ω. (& 17 un poco menos.) Por lo tanto, cada aumento preciso de 0,10 V da como resultado un aumento de ~ 0,10 A, lo que sugiere que la "rodilla" de la curva Vf es 1,8 V, donde la VSG aumenta dinámicamente.
Para proteger contra ESR no coincidente en los LED, recomiendo agregar un mínimo del 50% del ESR u 8Ω aproximadamente cuando los conduzca al máximo en paralelo.
Esto afecta Vf vs If y puede tener una tolerancia estrecha <1% de un lote único o una tolerancia amplia en el lado alto de lotes mixtos. ergo, esto afecta el uso compartido actual y solo se vuelve significativo cuando el autocalentamiento reduce el Vf. Esta diferencia se acelera con el aumento de la corriente por encima de 20 mA, especialmente cuando el voltaje umbral interno se reduce (efecto Shockley), por lo que el voltaje a través de la resistencia a granel interna del ESR aumenta y extrae más corriente del voltaje constante del suministro.
En efecto, los LED son tan precisos como los Zeners de bajo voltaje, que también tienen tolerancias similares, a menudo peores, debido a las crecientes mejoras en la calidad del proveedor en los LED de alta luminancia.
La fórmula aproximada para este LED ROJO se convierte en
Vf = 1.8 + If * ESR
Naturalmente, la adición de una serie pequeña serie R elimina la sensibilidad wt desajuste inducido "corriente desbocada térmica del diodo compartido".
Naturalmente, la eficiencia se pierde al agregar una pequeña serie R pero con el beneficio de estabilizar la corriente esperada.
Ahora la fórmula se vuelve;
Vout = 1.8 + If * (ESR '+ Rs)
... donde Vout es un controlador o Vcc que también tiene ESR que podría incluirse con el ESR 'anterior. por ejemplo, 5V CMOS es ~ 50Ω mientras CMOS <= 3.3 max Vcc es ~ 25Ω ESR.
. luego elija If y resuelva para Rs.
Pero la mayoría de la gente simplemente usa el Vf @ 20mA nominal y calcula RS desde
Rs = (Vcc-Vf) / If
luego elija If y resuelva Rs usando el Vcc máximo en el peor de los casos.
ESR es simplemente un término conveniente para la resistencia diferencial, también conocida como RdsOn en CMOS y MOSFET.
Para LED blancos de 5 mm
es Vf = 2.85 + If * 15Ω
para piezas nominales buenas con tolerancias similares.
Creo que a medida que la resistencia de cada LED es mayor y que los conectamos en paralelo, la resistencia en paralelo disminuye con respecto al valor individual, por eso la corriente de 10 LED es menor. 1 / Rt = 1 / R1 + 1 / R2 + ..........
Su explicación explicaría por qué los LED en paralelo deberían consumir más corriente, no menos. Las resistencias en paralelo tienen una resistencia total más baja, por lo que fluirá más corriente.
Respuestas:
Asume que cada uno de estos leds tiene curvas IV perfectamente idénticas. Las especificaciones indicadas son cifras nominales, típicas, y habrá variaciones.
Un LED puede ser de 10 mA a 1.9 VF, pero otro puede ser de 8 o 12 mA o diferente en el mismo VF. Eso ni siquiera tiene en cuenta el brillo. Dos leds con la misma curva IV también pueden ser notablemente diferentes en color y brillo.
También debe tener en cuenta la precisión o redondeo de su suministro. Solo mide hasta la centésima de un amplificador. No es suficiente para un rango de miliamperios adecuado.
También tenga en cuenta la resistencia de la placa que está utilizando. Si mide el voltaje a través del primer led y el último led, puede notar una diferencia.
Debe usar un buen amperímetro o multímetro en modo de corriente, y medir individualmente cada uno de los leds en este circuito para ver cuánto consume cada led.
fuente
Su medidor de PSU solo tiene una resolución de 0.01 A (10 mA). La corriente real podría estar entre 5 mA y 15 mA para un solo LED.
Cambie su multímetro amarillo al rango de mA, conecte los cables a los enchufes correctos y conecte el multímetro en serie con un LED y obtenga una medición más precisa.
No se recomiendan los LED en paralelo de esta manera. Los que tienen una caída de voltaje directa más baja acapararán la corriente. Conéctelos en serie con un suministro limitado de corriente o coloque una resistencia en serie con cada LED para limitar la corriente.
fuente
Transistor y Passerby han respondido perfectamente a la pregunta que ha formulado, pero permítanme probar algo un poco más completo.
Parece que tiene una buena cantidad de LED, y si tiene algunos repuestos, intente este experimento. Conduzca 1 LED a 1.9 voltios. Grabar la corriente. Aumente el voltaje a 2.0. Ahora prueba 2.1. Verá que la corriente aumenta muy rápidamente, y me sorprendería si 2.1 voltios no matan el LED. Ahora reemplace el LED con una resistencia de 200 ohmios y repita la prueba. Esto establece que la corriente aumenta mucho más rápidamente con un LED que con una resistencia una vez que se alcanza el voltaje de encendido.
Ahora, aquí hay algo que no sabe: para un voltaje fijo, la corriente a través de un LED aumentará a medida que aumente la temperatura de los LED.
Debido a que se está poniendo más caliente, su corriente aumentará, y también lo hará su temperatura. Lo cual, por supuesto, significa que su corriente aumentará aún más. Puede ver a dónde lleva esto: el término técnico es fugitivo térmico . Así que esto lleva a la primera y más importante regla: nunca intente conducir un LED desde una fuente de voltaje. Siempre limite la corriente. Esto se hace más fácilmente proporcionando un voltaje más alto y usando una resistencia de límite de corriente en serie. En su caso, un suministro de 5 voltios y una resistencia de 300 ohmios proporcionarán aproximadamente 10 mA de forma segura.
Además, su configuración muestra que tuvo suerte al elegir los LED: todos parecen tener el mismo brillo. Como dijo Passerby, esto no es generalmente cierto. Por lo tanto, no conecte un montón de LED y conduzca desde una sola resistencia. Hacerlo invitará a un rango de brillo en los LED. Si no desea un brillo uniforme, puede pensar que esto está bien, pero hay una cosa más a considerar.
Digamos que tiene 10 LED en paralelo, cada dibujo (es de esperar) 10 mA, para un total de 100 mA. Para hacer esto, utiliza un suministro de 5 voltios y una resistencia de 30 ohmios. Estás bien con el brillo no uniforme. ¿Hay algún problema?
Muy posiblemente. Así como los LED no tienen un brillo uniforme para el mismo voltaje, tampoco consumen la misma corriente al mismo voltaje.
Digamos que uno de los LED consume naturalmente un poco más de corriente que los otros en el voltaje común. Esto significa que, dado que la potencia es igual al voltaje por la corriente, disipa más potencia que las otras, y esto significa que se calentará más. A su vez, esto reduce su voltaje más y consume más corriente. En el peor de los casos, el LED más débil consumirá más y más corriente hasta que se queme, y probablemente no se abrirá. Esto significa que el siguiente LED más débil comenzará a acaparar la corriente y, en el peor de los casos, el proceso continuará hasta que todos los LED estén muertos. Este proceso también puede ocurrir con otros componentes, y se ha ganado el apodo de "modo petardo". En este caso, es posible gracias a un límite de corriente demasiado alto: es decir,
Esto lleva a la otra regla que debe seguir: limite la corriente a cada LED por separado. Esto generalmente significa una resistencia por LED o cadena de LED en serie. Por ejemplo, si tiene una fuente de 12 voltios, podría colocar 4 o 5 LED en serie y usar una sola resistencia para limitar la corriente en la cadena. A menudo puede evitar esto para un pequeño número de LED, siempre que sepa las consecuencias. Con 2 LED en paralelo, probablemente no tenga que preocuparse por las fallas del modo de petardo, ya que no muchos LED morirán al doble de la corriente de funcionamiento normal, pero probablemente obtendrá un brillo desigual. Cuantos más LED coloque en paralelo, mayores serán las probabilidades de falla catastrófica. La elección depende de usted, y probablemente querrá correr riesgos hasta que se haya quemado varias veces.
"El buen juicio proviene de la experiencia. La experiencia proviene del mal juicio".
fuente
led thermal runawayAdemás, puede predecir el aumento de corriente con el aumento de voltaje. El LED ultrabrillante nominal de 5 mm tiene una ESR interna de 15 Ω. Con 15 LED en //, el ESR sería ~ 1Ω. (& 17 un poco menos.) Por lo tanto, cada aumento preciso de 0,10 V da como resultado un aumento de ~ 0,10 A, lo que sugiere que la "rodilla" de la curva Vf es 1,8 V, donde la VSG aumenta dinámicamente.
Para proteger contra ESR no coincidente en los LED, recomiendo agregar un mínimo del 50% del ESR u 8Ω aproximadamente cuando los conduzca al máximo en paralelo.
Esto afecta Vf vs If y puede tener una tolerancia estrecha <1% de un lote único o una tolerancia amplia en el lado alto de lotes mixtos. ergo, esto afecta el uso compartido actual y solo se vuelve significativo cuando el autocalentamiento reduce el Vf. Esta diferencia se acelera con el aumento de la corriente por encima de 20 mA, especialmente cuando el voltaje umbral interno se reduce (efecto Shockley), por lo que el voltaje a través de la resistencia a granel interna del ESR aumenta y extrae más corriente del voltaje constante del suministro.
En efecto, los LED son tan precisos como los Zeners de bajo voltaje, que también tienen tolerancias similares, a menudo peores, debido a las crecientes mejoras en la calidad del proveedor en los LED de alta luminancia.
La fórmula aproximada para este LED ROJO se convierte en
Naturalmente, la adición de una serie pequeña serie R elimina la sensibilidad wt desajuste inducido "corriente desbocada térmica del diodo compartido".
Naturalmente, la eficiencia se pierde al agregar una pequeña serie R pero con el beneficio de estabilizar la corriente esperada.
Ahora la fórmula se vuelve;
... donde Vout es un controlador o Vcc que también tiene ESR que podría incluirse con el ESR 'anterior. por ejemplo, 5V CMOS es ~ 50Ω mientras CMOS <= 3.3 max Vcc es ~ 25Ω ESR.
. luego elija If y resuelva para Rs.
Pero la mayoría de la gente simplemente usa el Vf @ 20mA nominal y calcula RS desde
luego elija If y resuelva Rs usando el Vcc máximo en el peor de los casos.
Para LED blancos de 5 mm
es Vf = 2.85 + If * 15Ω
para piezas nominales buenas con tolerancias similares.
fuente
Creo que a medida que la resistencia de cada LED es mayor y que los conectamos en paralelo, la resistencia en paralelo disminuye con respecto al valor individual, por eso la corriente de 10 LED es menor. 1 / Rt = 1 / R1 + 1 / R2 + ..........
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