Per i LED è necessaria una resistenza di limitazione della corrente se la tensione diretta e la tensione di alimentazione sono uguali?

Per i LED blu con una tensione diretta di 3,3 V e una tensione di alimentazione di 3,3 V, è ancora necessario un resistore serie per limitare la corrente?

La legge di Ohm in questo caso dice 0 Ω, ma è corretto nella pratica?

Forse solo un piccolo valore come 1 o 10 Ω solo per sicurezza?

No, non è corretto, se non altro perché né il LED né l'alimentatore sono 3.3V. L'alimentatore può essere 3,28 V e la tensione LED 3,32 V, quindi il semplice calcolo per il resistore in serie non regge più.

Il modello di un LED non è solo una caduta di tensione costante, ma piuttosto una tensione costante in serie con un resistore, la resistenza interna. Dato che non ho i dati per il tuo LED, diamo un'occhiata a questa caratteristica per un altro LED, il Kingbright KP-2012EC LED:

Per correnti superiori a 10 mA la curva è diritta e la pendenza è l'inverso della resistenza interna. A 20 mA la tensione diretta è 2 V, a 10 mA questo è 1,95 V. Quindi la resistenza interna è

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

La tensione intrinseca è

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

Supponiamo di avere un'alimentazione di 2 V, quindi il problema sembra un po 'come l'originale, dove avevamo 3,3 V sia per l'alimentazione che per il LED. Se collegassimo il LED attraverso un resistore 0 (entrambe le tensioni sono uguali dopo tutto!) Otterremo una corrente LED di 20 mA. Se la tensione di alimentazione cambiasse a 2,05 V, solo un aumento di 50 mV, la corrente del LED sarebbe $\Omega$

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

Quindi una piccola variazione di tensione comporterà una grande variazione di corrente. Ciò mostra la ripidezza del grafico e la bassa resistenza interna. Ecco perché hai bisogno di una resistenza esterna che è molto più alta, in modo che la corrente sia sotto controllo. Naturalmente, una caduta di tensione di 10mV su, diciamo, 100 fornisce solo 100 A, che sarà difficilmente visibile. Pertanto è necessaria anche una differenza di tensione più elevata. $\Omega$$\mu$

È sempre necessaria una caduta di tensione sufficientemente grande sul resistore per avere una corrente LED più o meno costante.

Hai sempre bisogno di un dispositivo limitatore di corrente. Quando usi una sorgente di tensione, dovresti sempre avere una resistenza, pensa a cosa succede quando la tensione cambia di una piccola quantità. Senza resistore, la corrente del LED aumenterebbe (fino a quando non si raggiunge un limite basato sulla temperatura a causa dei materiali del LED). Se avessi una sorgente attuale, non avresti bisogno di un resistore in serie perché il LED funzionerebbe al livello attuale della sorgente.

È anche improbabile che la tensione diretta del LED sia sempre esattamente uguale all'alimentazione. Ci sarà una gamma menzionata nella scheda tecnica. Quindi, anche se la vostra alimentazione corrispondesse esattamente alla tipica tensione diretta, diversi LED funzionerebbero a correnti molto diverse, e quindi luminosità.

La relazione IV in un diodo è esponenziale, quindi l'applicazione di una differenza di tensione di 3,3 V +/- 5% a un LED con una caduta nominale di 3,3 V non produrrà una variazione di intensità del 5%.

Se la tensione è troppo bassa, il LED potrebbe essere fioco; se la tensione è troppo alta, il LED potrebbe essere danneggiato. Come dice Hans, un'alimentazione a 3,3 V probabilmente non è sufficiente per un LED a 3,3 V.

Quando si guida un LED, è meglio impostare la corrente, non la tensione, poiché la corrente ha una correlazione più lineare con l'intensità della luce. L'uso di un resistore in serie è una buona approssimazione dell'impostazione della corrente tramite il LED.

Se non è possibile utilizzare un alimentatore con abbastanza spazio per consentire un resistore di impostazione corrente, è possibile utilizzare un mirror corrente . Ciò richiede ancora una caduta di tensione, ma probabilmente non tanto quanto avresti bisogno per un resistore.

È necessaria una caduta di tensione sul resistore di limitazione corrente affinché funzioni. E quella caduta di tensione dovrebbe essere sostanziale per evitare correnti elevate quando 3,3 V è un po 'spento (forse 3,45 V per un po'). Se si guida un LED con caduta di tensione di 1 V attraverso un resistore e l'alimentazione è 1 V più alta, si otterrebbero ca. la doppia corrente.

Un LED ha bisogno di una corrente costante per brillare. Tuttavia, una sorgente di corrente costante richiede probabilmente più di 3,3 V per un LED blu, a meno che non si stia utilizzando una versione buck-boost.

Se la fonte di alimentazione fosse esattamente 3,3 V e la caduta di tensione attraverso il LED fosse 3,3 V, non sarebbe necessario un resistore limitatore di corrente. Tuttavia, il mondo non è perfetto e ci sono imperfezioni in tutto!

È possibile calcolare un valore di resistenza di sicurezza appropriato solo dopo aver tenuto conto della configurazione dell'alimentazione e della variazione della tensione diretta del LED. Se ritieni che possa avere un errore / variazione fino a , calcola il valore del resistore per quello. Ad esempio, il caso di , che non è irragionevole per una fonte del 5% al ​​5%: 0,5 V ± 0,5 $V_{SOURCE}-V_{LED}$$0.5 \mbox{ }V$$\pm 0.5\mbox{ }V$

Basta notare che questa non è probabilmente una buona idea in pratica, ma è possibile.

Anche se le tensioni fossero le stesse, sarebbe comunque necessario aggiungere un resistore. L'unica volta in cui non si aggiunge un resistore è quando l'uscita corrente dalla sorgente è inferiore o uguale alla quantità necessaria, ad esempio collegando un LED bianco a un CR2023. Non è necessaria alcuna resistenza, poiché la resistenza interna della batteria limita la corrente a un livello accettabile.

Non preoccuparti di aggiungere un resistore perché è la cosa più economica che puoi aggiungere per proteggere il tuo LED, a meno che tu non abbia a che fare con un LED ad alta corrente.

Se la tensione diretta e la tensione di alimentazione sono quasi uguali, l'uso di un resistore produrrà risultati molto sensibili alle variazioni della tensione di alimentazione o delle caratteristiche dei LED. Se la resistenza è dimensionata per evitare di danneggiare il LED se si scopre che la tensione di alimentazione è al massimo e la tensione intrinseca del LED è minima, il LED si accenderà solo con una frazione della sua luminosità possibile se la tensione di alimentazione è al minimo e il La tensione intrinseca del LED è al massimo.

L'uso di un qualche tipo di circuito di regolazione della corrente produrrà risultati molto migliori, anche se la maggior parte dei semplici circuiti di regolazione della corrente ha una certa tensione di conformità. Probabilmente la cosa più semplice da fare in molti casi è usare un chip driver LED con un circuito booster incorporato. Alcuni di questi possono fare un buon lavoro regolando la luminosità del LED indipendentemente dalla tensione di alimentazione.

Mi è capitato per caso, e non c'è niente come aggiungere commenti a un vecchio incendio .. Ma ...

Se si guida il LED da una sorgente con una resistenza interna molto bassa rispetto al LED, sarà sensibile a piccoli cambiamenti nella tensione di alimentazione. Se stai guidando il LED da un grande alimentatore in grado di fornire amplificatori e si sposta di 10MV più in alto, puoi cucinare il LED. Si noti che in molti casi, come torce economiche, i LED sono visti come usa e getta e sono abbastanza sicuri che la tensione del terminale della batteria non sarà più di qualsiasi cosa normale per quel tipo di chimica delle batterie; Il LED probabilmente funziona sopra le specifiche o proprio sul bordo con batterie nuove. Inoltre, a seconda della curva di conduzione diretta dei dispositivi, potrebbe non essere possibile ottenere 20MA in un LED bianco o blu su un'alimentazione a 3,3 V. E se fai matematica, mettere una resistenza da 5 ohm in serie con il LED non ti procurerà molta latitudine di tensione. Tuttavia fino a questo punto ci siamo preoccupati solo della salute del LED, che sembra un po 'semplice. Sarei molto più preoccupato di stressare uno dei pin I / O su un microcontrollore che mi costa un po 'di soldi rispetto alla cottura di un LED che può essere acquistato per meno di 2 centesimi su eBay. Quindi, se dovessi collegare un LED all'uscita di un chip costoso con 3,3 V Vcc, anche se il LED fosse valutato a 3,3 VI probabilmente aggiungerebbe qualche centinaio di ohm e spegnerebbe il LED solo pochi ma che rischierebbe di danneggiare la parte costosa. Se volessi che il LED fosse luminoso, avrei usato un transistor o un chip dedicato per guidarlo. Con questo approccio è possibile spegnere il LED dall'alimentazione grezza e utilizzare una resistenza di caduta più grande. Ciò ti dà più latitudine con il LED e ci sono meno possibilità di danneggiare la parte costosa stressando eccessivamente l'output.

I LED possono gestire molta più corrente di PICCO rispetto allo stato stazionario. Studia il foglio dati del LED e poi PWM il LED entro i limiti del ciclo di lavoro PEAK e non avrai bisogno di un resistore