Perché il LED si accende nonostante la tensione di alimentazione <Tensione diretta

Ho un LED che ha specificato la tensione diretta tipica di 3,5 V e la tensione diretta massima 3,9 V.

Ho applicato 3.3V attraverso di esso con un resistore da 300 Ohm in serie. Perché si è acceso?

Mi chiedo se posso scegliere questo LED come una scelta affidabile per il mio design (che, come noto, funziona con alimentazione a 3,3 V su tutta la linea).

Il mio pensiero:

Il foglio dati del LED ha una curva di tensione diretta contro corrente (sono anche confuso perché mettono la corrente diretta sull'asse Y anziché su X, dato che la corrente è ciò che si potrebbe variare qui). Comunque, la curva mostra una diminuzione della tensione diretta a correnti più piccole; forse questa è la spiegazione?

Ecco il foglio PDF scaricabile per questo LED (è un LED tricolore e in questa domanda, mi riferivo alle specifiche per Blue e Green).

Hai ragione: la tensione diretta dipende dalla corrente diretta.

La tensione diretta che vedi nella tabella dei valori tipici è per una corrente di 20 mA, che è troppo alta quando vengono usati tutti e 3 i colori contemporaneamente (la nota a piè di pagina due nella tabella delle valutazioni assolute a pagina 3 - 15 mA è il massimo in quel Astuccio).

Quando si osserva il diagramma 2 nella scheda tecnica , è possibile vedere la relazione tra tensione diretta e corrente diretta. Quello che vedi qui è che per una tensione diretta di 3,3 V, ci si può aspettare una corrente diretta di 20 mA. Con 3V, sarebbe 8mA. Un valore di resistenza più elevato non lo rende più affidabile, ma rende il LED più scuro. Vuoi avere il resistore il più piccolo possibile.

Il resistore dovrebbe essere abbastanza grande da far cadere la tensione diretta a circa 3,1 V con una corrente di 15 mA - ciò significherebbe un valore di circa 13,3 Ohm (quello per il LED rosso deve essere più grande, però).

Se questo LED è utilizzabile per te dipende dalla luminosità di cui hai bisogno. Se non ti serve per accenderlo completamente (o usi una versione con intensità maggiore, vedi pagina 4), funzionerebbe. Se vuoi essere sicuro di poter usare tutta l'intensità, devi usarne un altro. Olin ha ragione: la variazione tra i lotti può anche significare che alcuni sono più luminosi di altri. Per garantire una luminosità uniforme, è necessario controllare la corrente che scorre attraverso i LED.

"Tipico" nei fogli dati non significa nulla di utile. Questi sono per lo più numeri di marketing e di solito i venditori cercano di farsi bella.

Le specifiche min e max sono importanti. Non sorprende che un LED che in genere abbia 3,6 V attraversandolo alla sua piena corrente operativa si accenda un po 'a 3,3 V. La corrente è probabilmente considerevolmente inferiore alla corrente completa, ma alcuni LED sono così luminosi che sono ancora facilmente visibili su la tua panchina ad una piccola frazione della corrente massima.

No, questo modello di LED non si accende in modo affidabile da 3,3 volt. Ne hai trovato uno che ha funzionato e anche i successivi 1000 potrebbero anche, ma i successivi 10000 potrebbero essere troppo deboli. A meno che il foglio delle specifiche non ti dica esplicitamente cosa ottieni a 3.3 V, devi presumere che non ci sia alcuna garanzia. In realtà probabilmente otterrai un po 'di luce a 3,3 V, ma la quantità di quella luce potrebbe facilmente variare ampiamente da una parte all'altra.

I LED non sono diodi ideali, quindi il punto di "accensione" (Vf) non è una transizione perfettamente nitida. Se osserviamo la curva IV per un tipico LED, possiamo vedere questo:

Il Vf è spesso preso ad es. 20 mA (alcuni fogli dati daranno un paio di Vfs a correnti diverse)

Da questo possiamo vedere che è difficile controllare un LED alterando la tensione su di esso, quindi per il miglior controllo è necessario un driver a corrente costante. Puoi acquistare molti circuiti integrati dedicati a questa attività oppure puoi creare la tua semplice fonte.
Con un driver di corrente costante, se i LED Vf variano (processo, temperatura, ecc.), Il driver compensa per mantenere costante la corrente, quindi questo è il modo di fare le cose se si desidera che la corrente sia esatta indipendentemente dalla variabilità della parte (nota la luminosità a XmA potrebbe essere diversa, poiché varia anche questa)

Guida di LED con una tensione di alimentazione superiore, inferiore o superiore / inferiore alla tensione di uscita

Esistono diversi tipi di driver LED: alcuni sono solo un limitatore di corrente costante di base e alcuni utilizzano una topologia boost (o buck) o una pompa di carica per fornire un intervallo di conformità più ampio per la corrente costante.

Driver corrente costante semplice:

Un semplice driver a corrente costante perderà la regolazione man mano che la tensione si avvicina alla tensione di alimentazione (a causa della caduta attraverso l'elemento di limitazione). Questo sarà fornito nel foglio dati (vedere le spese generali di alimentazione più basse in questo foglio dati di esempio , pag.10)

Potenzia il driver LED

Un driver LED che utilizza una topologia boost (proprio come un regolatore di commutazione ma impostato per corrente costante anziché tensione) fornirà comunque una corrente costante, ma aumenta la sua tensione al di sopra dell'intervallo di alimentazione per consentire il pilotaggio di LED in serie con un Vf totale sopra la tensione di alimentazione:

Driver LED SEPIC, Buck-Boost, Cuk

Va bene, quindi che dire del caso in cui la tensione di ingresso varia sopra e sotto la tensione di uscita? Un caso tipico potrebbe essere quando si utilizza una batteria agli ioni di litio che può variare tra ~ 4,3 V - ~ 2,7 V ed è necessaria un'uscita di 3 V per spingere la corrente desiderata attraverso i LED.
In questo caso utilizziamo un driver SEPIC, buck-boost o Cuk. Tutti possono fare la stessa cosa qui ma hanno topologie diverse (il motivo per cui sceglieresti l'uno sull'altro è un'ulteriore lettura che potresti voler fare - molti libri / note app là fuori ...)

Ad ogni modo, ecco un esempio di un circuito SEPIC che utilizza LM3410 :

Ed ecco una tabella dell'efficienza alla tensione di ingresso sopra e sotto la tensione di uscita, puoi vedere che la regolazione della corrente del LED viene mantenuta perfettamente:

(Sono anche confuso perché hanno messo la corrente diretta sull'asse Y anziché su X, dato che la corrente è ciò che si potrebbe variare qui).

Mi è stato detto che un diodo sta conducendo in base alla caduta di tensione sui pin. Ecco perché la corrente che è in grado di fluire è direttamente correlata alla caduta di tensione attraverso il diodo (o LED). Ecco perché la tensione è X e la corrente è l'asse Y.