Comment le courant est-il divisé avec deux LED parallèles?

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J'ai deux LED en parallèle avec différentes tensions directes et je veux savoir combien de courant circule à travers chacune d'elles. Ils ont une résistance série connectée avant d'être divisée. Ainsi:

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Comme les LED ne suivent pas la loi d'Ohm, je ne sais pas comment calculer le courant à travers chaque LED. Je pensais que je devrais traiter les LED comme des sources de tension et appliquer des boucles KVL, mais je suis toujours bloqué.

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led circuit-analysis

— tgun926
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Si vous posez cette question comme une question pratique (c'est-à-dire que vous voulez construire ce circuit), vous devez toujours donner à chaque LED sa propre résistance de limitation de courant. Comme @Andy aka l'a mentionné, ils ne seront pas parfaitement adaptés, et vous finirez probablement par brûler l'une des LED.

— Hari Ganti

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fil connexe: La mise en parallèle des diodes est-elle une mauvaise idée?

— Nick Alexeev

Ce qu'ils ont tous dit - ET / MAIS. Les LED ont une courbe de tension / courant exponentielle (modifiée) qui est indiquée dans la fiche technique de tous les bons fabricants (et certains mauvais). Les LED n'ont PAS de courant fixe - cela varie avec la tension. Lorsque vous placez deux LED avec des courbes Vf / If différentes en parallèle, elles se stabilisent à un point où la chute de la résistance produit une tension à laquelle le courant de la LED résume la tension fournie par la LED. Bien que cela soit trivialement évident, il est également (presque) profond :-). ....

— Russell McMahon

.... Le système est dynamique. Vous pouvez le modéliser, mais probablement plus facile et presque toujours assez bon est une petite itération en utilisant les courbes VI pour chaque LED. Vous pouvez facilement calculer la V_LED fournie avec un courant donné à partir de: [V_LEDS = Vsupply - I_LEDS x Rseries]. Branchez divers V_LEDS dans les deux courbes VI jusqu'à ce que les courants correspondent à ce que donne la formule ci-dessus. Prend une minute ou quelques.

— Russell McMahon

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Si deux LED avec des tensions directes différentes sont connectées comme indiqué, alors pour les pièces électroniques idéalisées , la LED avec le V _f supérieur ne permettra aucun courant à travers elle et ne s'allumera pas du tout. La LED avec le V _f inférieur sera la seule allumée.

schématique

^{simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab}

Pour mieux comprendre cela, notez que le voltmètre comme indiqué ci-dessus indiquera 2,4 Volts, la tension directe de LED1, et qui est insuffisante pour allumer LED2.

Pour calculer le courant prélevé sur la batterie (premier diagramme de la question), la chute de tension aux bornes de la résistance de 100 Ohms traversant ledit courant, doit être égale à la différence entre l'alimentation (5 Volts) et V _f (2,4 Volts):

je = \frac{V}{R} = \frac{5,0 - 2.4}{100} = 0,026 UNE = 26 m UNE

$I = \frac{V}{R} = \frac{5.0 - 2.4}{100} = 0.026 A = 26 mA$

La LED1 aura donc également 26 mA qui la traversera, et la LED2 aura 0 mA .

Lorsque vous utilisez des composants du monde réel, le comportement est légèrement différent. Notez le graphique VI pour cette LED bleue de 2,7 volts :

Courbe VI pour LED

Même si la fiche technique indique une tension directe de 2,7 (typique) à 3,6 Volts, le courant réel qu'elle permettra à 2,4 Volts, indiqué par la ligne rouge, est juste inférieur à 1 mA selon le graphique. Bien sûr, le graphique est une approximation. Même deux LED du même lot de production auront des courbes VI réelles légèrement différentes, la variation de température ajoutant un autre ensemble de variables.

Quoi qu'il en soit, ce courant ~ 1 mA à travers LED2 réduira le courant consommé par LED1 d'environ la même quantité, si l'on simplifie quelque peu les choses. Les courants exacts à travers les deux LED ne peuvent être déterminés que de manière expérimentale, en raison des variables environnementales et de fabrication affectant les différentes pièces.

— Anindo Ghosh
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Je ne suis pas sûr d'appeler la différence entre 0 et 1ma "marginalement", 1mA est suffisant pour obtenir une lumière notable de la plupart des LED.

— Peter Green

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Si les deux LED étaient parfaitement adaptées l'une à l'autre, elles pourraient partager la même résistance. Parce qu'ils ne sont pas parfaitement assortis dans la caractéristique VI, l'un peut sembler un peu plus brillant que l'autre car il aura tendance à monopoliser davantage le courant.

Pour éviter cela, il est généralement préférable d'utiliser une résistance pour chaque LED mais, malgré cela, certaines LED apparaîtront simplement plus lumineuses mais (statistiquement) moins que si les LED partageaient toutes une résistance.

— Andy aka
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REMARQUE: les LED (et les diodes, les BJT) ont un coefficient de température négatif, de sorte que le problème supplémentaire avec une seule résistance de brûlure est l'emballement thermique (plus un problème pour les LED de plus grande puissance)

— JonRB

Comment certains circuits intégrés de pilotes réussissent- ils à utiliser une seule résistance de valeur de résistance relativement élevée (par rapport à environ 200 Ohm ou plus), supérieure à 10 k, pour limiter le courant pour toutes les LED?

— sherrellbc

@sherrellbc: les circuits intégrés du pilote auxquels vous vous référez utilisent la résistance pour contrôler les sources de courant internes et auront une source de courant pour chaque sortie LED.

— Peter Bennett

J'ai tendance à travailler sur l'hypothèse que pour des indicateurs "identiques", vous pouvez vous en sortir avec une résistance partagée (entre 2 LED), mais pour l'éclairage (où vous voulez un courant presque max), vous ne pouvez pas. Pour les indicateurs, supposons des LED pouvant fonctionner à 20 mA max. Choisissez une résistance pour fournir 10mA par LED. Si 1 LED disparaît dans une bouffée de fumée, le survivant est toujours dans les spécifications, le courant initial est également suffisamment faible pour réduire l'auto-échauffement significatif. Cependant, si vous concevez une carte, il est inutile de lésiner sur les résistances.

— Chris H

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Souvent, les fiches techniques contiennent des tracés IV, vous pouvez vous faire une idée en faisant correspondre la tension et en additionnant les courants et en faisant quelques approximations successives. Si les LED sont de couleurs différentes, par exemple, elles auront des tensions directes significativement différentes, et la LED à plus fort vote (généralement de longueur d'onde plus courte) sera à peu près éteinte.

En général, vous devrez résoudre un système d'équations:

V_{s u p p l y} = R_{1} ({je}_{l e ré 1} + {je}_{l e ré 2}) + V_{l e ré}

$V_{supply} = R_1(I_{led1}+I_{led2}) + V_{led}$

{je}_{l e ré 1} = F_{1} (V_{l e ré})

$I_{led1} = f_{1}(V_{led})$

{je}_{l e ré 2} = F_{2} (V_{l e ré})

$I_{led2} = f_{2}(V_{led})$

où f1 et f2 sont des fonctions exprimant les caractéristiques IV respectives des LED. Vous pouvez trouver une solution approximative en utilisant les tracés, ou, si vous êtes intéressé, vous pouvez utiliser un modèle mathématique (par exemple, voir l'article sur la modélisation des diodes dans Wikipedia ) et trouver une solution symbolique ou numérique approximative, en utilisant essentiellement la même approximation successive méthode comme vous le feriez avec les parcelles.

Sur une note plus pratique, vous devez utiliser des résistances de ballast séparées si vous voulez que les deux LED fonctionnent. Vous pouvez également être en mesure d'alimenter LED1 (2,4 V) hors de LED2 à travers une petite résistance de ballast, surtout si LED2 est une diode à haute intensité et haute intensité.

— biggvsdiccvs
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La réponse "tricheur" consiste à mettre une résistance basse ohm (par exemple 1 ohm) en série avec chaque led, à mesurer la tension aux bornes de chacune et à calculer les courants relatifs avec une bonne loi des ohms.

— user51520
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+1 non pas parce qu'il a bien répondu à la question (ce n'est pas le cas) MAIS cela améliorera considérablement la consommation de courant des LED.

— Russell McMahon

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Au début des années 80, j'ai fait une invention basée sur cette "mauvaise" idée - un indicateur de tension nulle à 3 LED. Il est intéressant de voir comment cela fonctionne. La LED 1 était verte (VF = 2,5 V) tandis que la LED 5 et la LED 7 - rouge (VF = 1,5 V). La résistance de base 8 peut être omise; le rapport entre les résistances 2 et 3 peut être modifié mais leur somme doit être maintenue constante.

Indicateur LED à tension nulle

— Fantasme de circuit
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En utilisant le circuit ci-dessus, vous devrez connaître trois valeurs afin de déterminer la valeur actuelle.

$R$
$V_f$
$V_s$

Une fois que vous avez obtenu ces trois valeurs, branchez-les dans cette équation pour déterminer le courant:

je = \frac{V_{s} - V_{F}}{R}

$I = \frac{V_s-V_f}{R}$

— Deepak Kumar
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