Pour les LED bleues avec une tension directe de 3,3 V et une tension d'alimentation de 3,3 V, une résistance en série est-elle encore nécessaire pour limiter le courant?
La loi d'Ohm dans ce cas-ci dit 0 Ω, mais est-ce correct dans la pratique?
Peut-être juste une petite valeur comme 1 ou 10 Ω juste pour être sûr?
Réponses:
Non, ce n'est pas correct, ne serait-ce que parce que ni la LED ni le bloc d'alimentation ne sont à 3,3V. L'alimentation peut être de 3,28 V et la tension de la LED de 3,32 V, puis le calcul simple pour la résistance en série ne tient plus.
Le modèle d'une LED n'est pas simplement une chute de tension constante, mais plutôt une tension constante en série avec une résistance, la résistance interne. Puisque je n'ai pas les données pour votre LED, examinons cette caractéristique d'une autre LED, la Kingbright KP-2012EC LED:
Pour les courants supérieurs à 10 mA, la courbe est droite et la pente est l'inverse de la résistance interne. À 20 mA, la tension directe est de 2 V, à 10 mA, elle est de 1,95 V. Alors la résistance interne est
.
La tension intrinsèque est
Supposons que nous ayons une alimentation de 2V, alors le problème ressemble un peu à l’original, où nous avions 3,3V pour l’alimentation et les LED. Si nous connections la LED via une résistance de 0 (les deux tensions sont égales après tout!), Nous obtenons un courant de LED de 20 mA. Si la tension d'alimentation passait à 2,05V, une augmentation de 50mV seulement, le courant de la LED serait alors
Ainsi, un petit changement de tension entraînera un grand changement de courant. Cela montre la pente du graphique et la faible résistance interne. C'est pourquoi vous avez besoin d'une résistance externe beaucoup plus élevée afin de mieux contrôler le courant. Bien entendu, une chute de tension de 10 mV sur 100 , par exemple, ne donne que 100 μA , ce qui sera à peine visible. Par conséquent, une différence de tension plus élevée est également requise.
Vous avez toujours besoin d'une chute de tension suffisamment importante sur la résistance pour avoir un courant de LED plus ou moins constant.
Vous avez toujours besoin d'un dispositif de limitation de courant. Lorsque vous utilisez une source de tension, vous devez toujours avoir une résistance. Réfléchissez à ce qui se passe lorsque la tension varie légèrement. En l'absence de résistance, le courant de la LED augmenterait (jusqu'à ce que vous atteigniez une limite thermique en raison des matériaux de la LED). Si vous aviez une source de courant, vous n’auriez pas besoin d’une résistance en série car le voyant s’allumerait au niveau de la source actuelle.
Il est également peu probable que la tension directe de la LED soit toujours identique à celle de l'alimentation. Il y aura une plage mentionnée dans la fiche technique. Ainsi, même si votre alimentation correspondait exactement à la tension directe typique, différentes DEL fonctionneraient à des courants très différents et, partant, à des luminosités.
La relation IV dans une diode étant exponentielle, l'application d'une différence de tension de 3,3 V +/- 5% à une LED avec une chute nominale de 3,3 V ne provoquera pas une variation d'intensité de 5%.
Si la tension est trop basse, la LED peut être faible; si la tension est trop élevée, la LED peut être endommagée. Comme le dit Hans, une alimentation de 3,3 V n'est probablement pas suffisante pour une LED de 3,3 V.
Lors du pilotage d'une LED, il est préférable de définir le courant, et non la tension, car le courant présente une corrélation plus linéaire avec l'intensité lumineuse. L'utilisation d'une résistance en série constitue une bonne approximation du réglage du courant par le biais de la LED.
Si vous ne pouvez pas utiliser une alimentation avec une réserve suffisante pour permettre une résistance de réglage du courant, vous pourrez peut-être utiliser un miroir de courant . Cela nécessite toujours une chute de tension, mais peut-être pas autant que vous auriez besoin d'une résistance.
Vous avez besoin d’une chute de tension sur la résistance de limitation de courant pour que cela fonctionne. Et cette chute de tension doit être importante pour éviter les courants élevés lorsque votre 3.3V est un peu éteint (peut-être 3.45V pendant un moment). Si vous conduisez une LED avec une chute de tension de 1V à travers une résistance et que l’alimentation est supérieure de 1V, vous disposerez d’environ le double courant.
Une LED a besoin d'un courant constant pour briller. Cependant, une source de courant constant nécessite probablement plus de 3,3 V pour une LED bleue, sauf si vous utilisez une version buck-boost.
Si la source d'alimentation était exactement 3,3V et que la chute de tension sur la LED était de 3,3V, vous n'auriez pas besoin d'une résistance de limitation de courant. Cependant, le monde n'est pas parfait et il y a des imperfections dans tout!
, ce qui n'est pas déraisonnable pour une source 10% 5V:
Notez simplement que ce n'est probablement pas une bonne idée en pratique, mais c'est possible.
Même si les tensions étaient les mêmes, il vous faudrait quand même ajouter une résistance. La seule fois où vous n’ajoutez pas de résistance, c’est lorsque la sortie courant de la source est inférieure ou égale à la quantité requise, par exemple, la connexion d’une DEL blanche à un CR2023. Aucune résistance requise, car la résistance interne de la batterie limite le courant à un niveau acceptable.
Ne vous inquiétez pas pour l’ajout d’une résistance, c’est la solution la moins chère que vous puissiez ajouter pour protéger votre LED, à moins que vous n’ayez affaire à une LED à courant élevé.
Si la tension directe et la tension d'alimentation sont presque égales, l'utilisation d'une résistance donnera des résultats très sensibles aux variations de la tension d'alimentation ou aux caractéristiques des LED. Si la résistance est dimensionnée de manière à ne pas endommager la LED si la tension d'alimentation est maximale et si la tension intrinsèque de la LED est minimale, la LED ne s'allumera que d'une fraction de sa luminosité possible si la tension d'alimentation est minimale et si La tension intrunsique de la LED est à son maximum.
L'utilisation d'un certain type de circuit de régulation de courant donnera de bien meilleurs résultats, bien que la plupart des circuits de régulation de courant simples présentent une certaine tension de conformité. La solution la plus simple dans de nombreux cas est probablement d’utiliser une puce de commande de LED avec un circuit d’amplification intégré. Certains d'entre eux peuvent faire du bon travail en régulant la luminosité des LED indépendamment de la tension d'alimentation.
Cela m'est arrivé par accident, et rien ne vaut l'ajout de commentaires à un vieil incendie .. Mais ...
Si vous alimentez la LED avec une source avec une résistance interne très faible, la LED sera sensible aux faibles variations de la tension d'alimentation. Si vous alimentez une grande source d’alimentation capable de fournir des ampères et que le décalage est supérieur à 10MV, vous pouvez faire cuire la DEL. Notez que dans de nombreux cas, tels que des lampes de poche peu coûteuses, les DEL sont considérées comme jetables et qu’elles sont presque sûres que la tension aux bornes de la batterie ne sera pas supérieure à ce qui est normal pour ce type de composition chimique; La LED fonctionne probablement selon les spécifications ou directement sur le bord avec des piles neuves. En outre, en fonction de la courbe de conduction directe des périphériques, il est possible que vous ne puissiez pas insérer 20 mA dans une DEL blanche ou bleue sur une alimentation 3,3V. Et si vous faites le calcul, mettre une résistance de 5 ohms en série avec la LED ne vous achètera pas beaucoup de latitude de tension. Cependant, jusqu'à présent, nous ne nous sommes préoccupés que de la santé de la LED, qui semble un peu simple d'esprit. Je serais beaucoup plus préoccupé par le fait de trop insister sur l’une des broches d’entrée / sortie d’un microcontrôleur qui me coûtait quelques dollars que de faire cuire une DEL pouvant coûter moins de 2 centimes sur eBay. Donc, si je devais connecter une LED à la sortie d’une puce coûteuse avec une tension de 3,3 VVcc, même si la LED était évaluée à 3,3VI, elle ajouterait probablement quelques centaines d’ohms et allumerait la LED de quelques ma que risquerait d’endommager la partie chère. Si je voulais que la LED soit brillante, j'utilisais un transistor ou une puce dédiée pour la piloter. Avec cette approche, vous pouvez éteindre la LED et utiliser une plus grande résistance de chute. Cela vous donne plus de latitude avec la LED et il y a moins de risque d'endommager la partie coûteuse en surchargeant la sortie.
Les LED peuvent gérer beaucoup plus de courant PEAK que d’état stable. Étudiez la fiche technique de la LED puis PWM la LED dans les limites de son cycle de service PEAK et vous n’auriez alors pas besoin de résistance.