¿Por qué se ilumina el LED a pesar de la tensión de alimentación <tensión directa

Tengo un LED que ha especificado un voltaje directo típico de 3.5V y un voltaje directo máximo de 3.9V.

Apliqué 3.3V a través de él con una resistencia de 300 Ohm en serie. ¿Por qué se iluminó?

Me pregunto si puedo elegir este LED como una opción confiable para mi diseño (que, como se señaló, funciona con un suministro de 3.3V en todos los ámbitos).

Mi pensamiento:

La hoja de datos del LED tiene una curva de tensión directa frente a corriente (también estoy confundido por qué ponen la corriente directa en el eje Y en lugar de X, dado que la corriente es lo que uno podría variar aquí). De todos modos, la curva muestra una disminución en el voltaje directo a corrientes más pequeñas; tal vez esta es la explicación?

Aquí está la hoja de datos PDF descargable para este LED (es un LED tricolor y en esta pregunta, me refería a las especificaciones para Azul y Verde).

Tiene razón: el voltaje directo depende de la corriente directa.

El voltaje directo que ve en la tabla de valores típicos es para una corriente de 20 mA, que es demasiado alta cuando se utilizan los 3 colores al mismo tiempo (nota al pie dos en la tabla de clasificaciones absolutas en la página 3 - 15 mA es el máximo en ese caso).

Cuando observa el diagrama 2 en la hoja de datos , puede ver la relación entre el voltaje directo y la corriente directa. Lo que ve aquí es que para un voltaje directo de 3.3V, se puede esperar una corriente directa de 20mA. Con 3V, sería 8mA. Un valor de resistencia más alto no lo hace más confiable, solo hace que el LED sea más oscuro. Desea tener la resistencia lo más pequeña posible.

La resistencia solo debe ser lo suficientemente grande como para dejar caer el voltaje directo a aproximadamente 3,1 V con una corriente de 15 mA; esto significaría un valor de aproximadamente 13,3 ohmios (sin embargo, el del LED rojo debe ser mayor).

Si este LED es utilizable para usted depende del brillo que necesite. Si no necesita que se encienda completamente (o usa una versión con mayor intensidad, consulte la página 4), funcionaría. Si quiere estar seguro de que puede usar la intensidad completa, debe usar otra. Olin tiene razón: la variación entre lotes también puede significar que algunos son más brillantes que otros. Para garantizar un brillo uniforme, debe controlar la corriente que fluye a través de los LED.

"Típico" en las hojas de datos no significa nada útil. Esos son principalmente números de marketing y generalmente vendedores que intentan verse bien.

Las especificaciones mínimas y máximas son lo que importa. No es sorprendente que un LED que normalmente tiene 3.6 V a través de él en su corriente de funcionamiento total se ilumine un poco a 3.3 V. La corriente es probablemente considerablemente menor que la corriente completa, pero algunos LED son tan brillantes que aún son fácilmente visibles en su banco a una pequeña fracción de la corriente máxima.

No, este modelo LED no se encenderá de manera confiable desde 3.3 voltios. Encontraste uno que sí lo hizo, y los siguientes 1000 que obtienes también podrían, pero los siguientes 10000 después de eso podrían ser demasiado tenues. A menos que la hoja de especificaciones le diga explícitamente lo que obtiene a 3.3 V, debe asumir que no hay garantía. En realidad, probablemente obtendrá algo de luz a 3.3 V, pero la cantidad de esa luz podría variar ampliamente de una parte a otra.

Los LED no son diodos ideales, por lo que el punto de "encendido" (Vf) no es una transición perfectamente nítida. Si miramos la curva IV para un LED típico, podemos ver esto:

El Vf a menudo se toma, por ejemplo, a 20 mA (algunas hojas de datos darán un par de Vfs a diferentes corrientes)

A partir de esto, podemos ver que es difícil controlar un LED alterando el voltaje a través de él, por lo que para un mejor control se necesita un controlador de corriente constante. Puede comprar muchos CI dedicados a esta tarea, o puede rodar su propia fuente simple.
Con un controlador de corriente constante, si los LED Vf varían (proceso, temperatura, etc.), el controlador compensa para mantener la corriente constante, por lo que esta es la forma de hacer las cosas si desea que la corriente sea exacta independientemente de la variabilidad de la pieza (nota Sin embargo, el brillo en XmA puede ser diferente, ya que esto también varía)

Conducción de LED con una tensión de alimentación superior, inferior o superior / inferior a la tensión de salida

Existen diferentes tipos de controladores LED: algunos son solo un limitador de corriente constante básico, y otros usan una topología de refuerzo (o reducción) o bomba de carga para proporcionar un rango de cumplimiento más amplio para la corriente constante.

Conductor actual constante simple:

Un controlador de corriente constante simple perderá la regulación a medida que el voltaje se aproxime al voltaje de suministro (debido a la caída a través del elemento limitador). Esto se proporcionará en la hoja de datos (consulte la sobrecarga de suministro más baja en esta hoja de datos de parte de ejemplo , pág. 10)

Boost LED Driver

Un controlador de LED que utiliza una topología de refuerzo (al igual que un regulador de conmutación pero configurado para corriente constante en lugar de voltaje) seguirá proporcionando una corriente constante, pero aumenta su voltaje por encima del rango de suministro para permitir la conducción de LED en serie con un Vf total por encima de la tensión de alimentación:

Controladores LED SEPIC, Buck-Boost, Cuk

Bien, ¿qué pasa con el caso en que el voltaje de entrada varía por encima y por debajo del voltaje de salida? Un caso típico podría ser cuando se usa una batería de iones de litio que puede variar entre ~ 4.3V - ~ 2.7V y se necesita una salida de 3V para impulsar la corriente deseada a través de los LED.
En este caso utilizamos un controlador SEPIC, buck-boost o Cuk. Todos pueden hacer lo mismo aquí, pero tienen topologías diferentes (por qué elegiría una sobre la otra es una lectura adicional que puede hacer, muchas notas de libros / aplicaciones por ahí ...)

De todos modos, aquí hay un ejemplo de un circuito SEPIC que usa el LM3410 :

Y aquí hay una tabla de la eficiencia en el voltaje de entrada por encima y por debajo del voltaje de salida, puede ver que la regulación de la corriente del LED se mantiene perfectamente:

(También estoy confundido por qué ponen la corriente directa en el eje Y en lugar de X, dado que la corriente es lo que uno variaría aquí).

Me dijeron que un diodo está conduciendo dependiendo de la caída de voltaje a través de los pines. Es por eso que la corriente que puede fluir está directamente relacionada con la caída de voltaje a través del diodo (o LED). Es por eso que el voltaje es X y la corriente es el eje Y.