【技术专辑】LED阵列:一个电阻还是多个?

当您有多个带共阳极或共阴极的LED时,您只能使用一个限流电阻吗?让我们来看看。

 

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电子设计中最常见的,如果不是令人兴奋的方面之一就是选择适当的电阻来限制通过称为LED的无处不在的小指标的电流。该过程并不是特别复杂 - 我们假设LED上的压降恒定,然后做一些数学计算来确定能给我们所需正向电流的电阻。

 

恒压假设与现实完全不一致,但我们侥幸逃脱,因为通常我们不介意LED电流是否高于或低于预期。

 

但是,当我们处理集成在单个封装中的LED阵列时,恒定电压假设使我们失败 - 例如,七段显示器。它让我们失望,因为它导致了一个难题:如果我们假设设备中所有LED的电压降恒定(和相等),我们就可以用一个限流电阻来驱动整个显示器。然而,似乎每个人都决定为每个LED使用单独的电阻器。

 

请考虑以下电路,该电路表示在一个封装中具有三个共阴极LED的器件。

 

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假设每个LED 的正向电压(V F)为1.6 V.如果我们向每个引脚施加5 V驱动信号,则共阴极电压为3.4 V,然后通过电阻的电流为10.3 mA。由于每个LED具有相同的电压降,我们假设它们具有相同的电流,因此每个LED 的正向电流(I F)为3.4 mA。完成交易 - 为什么要打扰三个电阻?

 

这里有两个问题:首先,电压降不是恒定的。其次,我们不能假设三个LED具有完全相同的电流 - 电压特性。

 

通过LED的实际电流由指数关系控制,如下所示:

 

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注意两件事:

 

•一旦LED完全导通,V F可以被认为是近似恒定的,因为即使I F的大幅增加也对应于V F的微小变化。

 

•在指数曲线的斜率快速增加的区域中,V F的微小变化对应于I F的大的变化。

 

现在让我们假设其中一个LED的电流 - 电压特性相对于另外两个LED向左移动。

 

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当施加电压时,这个麻烦的LED将进入完全导通状态,例如V F = 1.3 V,并且由于所有LED共用一个阴极,这一个LED会将其他LED上的电压限制在1.3 V.这是一个问题因为,对于其他两个LED,1.3 V仅对应少量电流。

 

这里的要点是,您通常不希望仅使用一个限流电阻,因为您无法确保LED将平均分配电流; 此外,一个LED可能比其他LED获得更多的电流。

 

但是,单个封装中包含的LED应具有相当一致的电流 - 电压特性(除非它们是故意不一致的,例如RGB LED模块)。

 

因此,单个限流电阻可以在许多应用中提供足够的性能 - 但要记住要考虑功耗!功率与电流的平方成正比,如果你需要8个LED都能以相当高的亮度工作,那么通过单个电阻的电流会变得非常大。

 

除了使用单电阻器方法的不方便的高功耗外,最重要的是每个LED的各个电阻器是驱动LED阵列的首选方式。

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发布日期:2019年03月04日  所属分类:参考设计