Чому саме не можна використовувати один резистор для багатьох паралельних світлодіодів?

Чому ви не можете використовувати один резистор для декількох світлодіодів паралельно замість одного кожного?

Основна причина полягає в тому, що ви не можете безпечно підключати діоди паралельно.

Отже, коли ми використовуємо один резистор, у нас є межа струму для всієї діодної секції. Після цього до кожного діода слід контролювати струм, який проходить через нього.

Проблема полягає в тому, що діоди реального світу не мають однакових характеристик, і тому існує небезпека того, що один діод почне проводити, а інші -.

Отже, ви в основному хочете цього ( відкрити в симуляторі схеми Пола Фальстада ):

І ви насправді отримуєте це ( відкрийте в тренажері Пола Фальстада ):

Як ви бачите, у першому прикладі всі діоди проводять рівну кількість струму, а у другому прикладі один діод проводить більшу частину струму, тоді як інші діоди ледь не проводять нічого. Сам приклад трохи перебільшений, так що відмінності будуть дещо очевиднішими, але добре демонструють, що відбувається в реальному світі.

Вище написане з припущенням, що ви виберете резистор таким чином, що встановлює струм таким чином, що струм в n разів перевищує потрібний струм у кожному діоді, де n - кількість діодів і що струм насправді більший, ніж струму, який може проводити один діод. Потім трапляється, що діод з найнижчою напругою вперед буде проводити більшу частину струму і він зношується найшвидше. Після вмирання (якщо він загине як розімкнутий ланцюг) діод з наступним найнижчим напругою вперед буде проводити більшу частину струму і загине навіть швидше, ніж перший діод і так далі, поки не закінчиться діоди.

Один з випадків, який я можу придумати, де можна використовувати резистор, що живить кілька діодів, був би, якщо максимальний струм, що проходить через резистор, буде досить малим, щоб один діод міг працювати з повним струмом. Таким чином діод не загине, але я сам не експериментував з цим, тому не можу коментувати, наскільки це гарна ідея.

Добре, давайте зробимо розрахунок.

Спрощена модель для світлодіода - це джерело фіксованого напруги послідовно з малим резистором. Давайте виберемо цей світлодіод від Kingbright.

Нахил 20mA / 100mV, тому внутрішній опір 5 . Власна напруга світлодіода становить 1,9 В. Припустимо, що світлодіодам потрібно 20 мА, а наше джерело живлення 5В.$\Omega$

Тоді напруга світлодіода становить 1,9 В + 5 20mA = 2V. Наш резистор однієї серії$\Omega$ $\cdot$

$R = \dfrac{5V - 2V}{2 \cdot 20mA} = 75 \Omega$ .

Це якщо обидва світлодіоди рівні. Тепер припустимо, що між світлодіодами є невелика невідповідність і що 1,9 В для другого світлодіода насправді становить 1,92 В, лише 1% різниці.

Тепер не відразу зрозуміло, якою буде напруга на світлодіодах. Давайте дізнаємось і назвемо цей . Через резистор 75 є один струм : $V_L$$I_R$$\Omega$

$I_R = \dfrac{5V - V_L}{75 \Omega}$

Струм через перший світлодіод:

$I_1 = \dfrac{V_L - 1.9V}{5 \Omega}$

і, як і для світлодіода 2:

$I_2 = \dfrac{V_L - 1.92V}{5 \Omega}$

Тепер , так $I_R = I_1 + I_2$

$\dfrac{5V - V_L}{75 \Omega} = \dfrac{V_L - 1.9V}{5 \Omega} + \dfrac{V_L - 1.92V}{5 \Omega}$

Звідси знаходимо, що = 2,01 В. Потім, заповнивши це значення у наведених рівняннях для світлодіодних струмів, знаходимо$V_L$

$I_1 = 21.94 mA$ та$I_2 = 17.94 mA$

висновок

Лише найменша невідповідність світлодіодної напруги (1%) вже призводить до різниці 18% в струмі світлодіода. IRL різниця може бути більшою, і може бути помітна різниця у яскравості. Ефект буде гіршим при менших внутрішніх опорах.

Дивіться мою нещодавню детальну відповідь тут

Струм буде розділений нерівномірно дует, щоб поширюватися за характеристиками LED.

Тим, хто залучить більше своєї частки, стане гарячіше та ще більше.

Ті, хто отримує менше своєї частки, стануть крутішими та менше.

Якщо у вас є 10 світлодіодів, ви підключаєте їх паралельно і керуєте ними одним світлодіодом приблизно за номінальний струм для всіх 10, тоді:

• При типових світлодіодах низької вартості Vf / If відповідність буде достатньо поганою, щоб найменші світлодіодні індикатори Vf могли намалювати в 2 або 3 або 4 рази більше їхнього номінального струму.

• Поточні світлодіоди швидко згасають.

• Зараз є 9 світлодіодів для розподілу достатнього струму на 10. СРІДНИЙ струм становить 110%. Найнижчий світлодіодний світлодіод буде знову перевантажений і вийде з ладу, але цього разу це станеться ще швидше, оскільки на світлодіод наявний більше струму.

• Наступна ... :-) - ланцюгова реакція.

Подивіться на типовий дешевий азіатський * мульти LED-факел.
Зверніть увагу на яскраві світлодіоди. Нехай деякий час спрацьовує пальник, а потім знову спостерігай.
Через недовгий час найяскравіші світлодіоди стануть тьмянішими або мертвими.
Дотримуйтесь найяскравіших світлодіодів ...

• Я кажу "дешевий азіатський", оскільки більшість мультимедійних факелів мають китайське походження і більшість мають низьку вартість, так що їхню ціну важко перемогти. Вони значною мірою будують на тому, "що буде нести ринок", і ринок буде нести сміття. Світлодіодні світильники з інших країн із кількома світлодіодними АБО світильниками, виготовлені в Китаї з належним дизайном, коштують дорожче і менш популярні. Існує причина для додаткових витрат.

Світлодіоди в серії (2 групи).
Постійний привід струму.
Витрати дорожчі.

Це працювало, якби всі світлодіоди мали однакові характеристики. На жаль, це не так. і вони будуть мати різні струми, що протікають через них. Кілька світлодіодів серії можуть, звичайно, мати один обмежуючий струм резистор.

TLDR;

Якщо резистор обмежує струм до 15 мк, то по мірі включення кожного світлодіода струм буде розподілятися та зменшуватися поперек них, тобто вони затьмаряться в міру включення більше.

Що ж, це НЕ СТРАЛЬНО так.

Я часто використовую дошку з 8 світлодіодами на ній для вбудованої налагодження. Різниця полягає в тому, що в той час як у мене є всі 8 світлодіодів, підключених до землі за допомогою одного резистора (швидше було збити плату таким чином), струм подається від окремих штифтів мікроконтролера. Я залежить від того, що ви маєте на увазі під "паралеллю", мабуть!