Análisis de circuito con un LED

Quiero diseñar un circuito simple con una batería alcalina de 9V (actualmente tiene solo 6.80V), un regulador de voltaje ( uA7805C ), un LED azul ( 151051BS04000 de Wurth Electronik ) y una resistencia limitadora de corriente.

El circuito se muestra a continuación usando el Simulador de circuito

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

  • De acuerdo con la hoja de datos del LED azul Vf = 3.2V @ If = 20mA, y este es el gráfico IV para elloingrese la descripción de la imagen aquí

  • El uA7805C emitirá un voltaje constante de 4.8V - 5.2V

  • Suponiendo que VR Vout = 4,80 V, Vf = 3,2 V, por lo tanto, i = 20 mA.

    • i = (Vsal - Vled)/R,
    • Vsal - Vled = i*R,
    • R = (Vsal - Vled)/i,
    • R = (4,80 - 3,20)/(20m) = 0,08 KOhm = 80 Ohm

  • Tengo una resistencia de 82 Ohm (5% de tolerancia, 0.25W), recalculando i, i = 19.5 mA ~ 20mA, no habrá cambio en Vf.

  • Cuando construí el circuito usando una placa de prueba y medí el osciloscopio (el multímetro no estaba disponible) para medir las caídas de voltaje en los componentes, encontré Vout = 5.0V, Vled = +2.96V y Vr = +2.04V.

  • calculando i, i = Vr/R = 2.04/82 = 26.2mA

Aquí está lo que no entiendo, Vled = +2.96V, y según el gráfico If = 2.5mA en Vf = +2.96V, pero calculé i = 26.2mA, y según el gráfico Vf debería ser 3.2V

Amablemente ayúdame con este problema.

¿Puedo decir bien hecho por una pregunta excelentemente escrita y detallada :-) Un buen ejemplo para los OP.
Una batería de 9 V que emite solo 6,8 V es una batería casi descargada. Es sorprendente que el regulador 7805 le esté dando 5.0V en su salida.
Gracias @TonyM :)
@glen_geek, todavía está alimentando el circuito, supongo que está al final de su vida útil. Solía ​​obtener un Vout de 5.00V, luego 4.80, 4.40 y ahora 4.20V, pero no creo que el problema sea con el regulador, intentaré rediseñar el circuito nuevamente sin el regulador y publicaré los resultados en una edición de mi publicación

Respuestas (1)

Todos tus cálculos son correctos. El gráfico es una curva IV típica para este LED, la caída será mayor para algunas partes y menor para otras. La tabla enumera la caída de voltaje máxima a 20 mA para que sea de 3,4 V. No enumeraron un voltaje mínimo. Esta es una práctica común, no quieren rechazar partes porque son "demasiado buenas" (la caída de voltaje bajo normalmente se considera algo bueno).

Pero pensé que la tabla enumera el voltaje directo típico (3,2 V) y el voltaje directo máximo (3,2 V), en corriente directa = 20 mA. Eso tiene sentido, el gráfico da los valores Vf máximos/típicos en ciertas corrientes If, pero no el mínimo.
@Forat: los gráficos en las hojas de datos suelen ser los valores típicos para un dispositivo típico a una temperatura específica. No solo un dispositivo específico puede ser diferente, sino que el dispositivo específico probablemente variará según las condiciones, especialmente la temperatura.
@KevinWhite Sí, lo entiendo, pero podría hacer que el análisis del circuito con respecto a los diodos sea un poco confuso
@ Mattman994 Solo una idea de último momento, ¿es bueno tener una caída de bajo voltaje en el LED? si tenemos una fuente de 5V conectada en serie con una resistencia de 82 Ohm y el LED Azul con Vf = 3.2V, I = Vr/R = 1.8/82 = 22mA, la potencia disipada en el circuito, P =( 5*22) mW = 110mW, si cambiamos Vf a 2.96V, y Vr a 2.04V, I = 2.04/82 = 25mA, P = (5*25)mW = 125mW
@Forat: a menudo se colocan varios LED en serie, por lo que, en general, es mejor una baja caída de voltaje. Para su diseño, el amplio rango posible de caída de voltaje dificulta la predicción de la corriente. Pero, a menos que tenga requisitos críticos de brillo, no se preocupe demasiado por eso. Un cambio del 50% en la corriente no parece ser un 50% diferente en brillo para el ojo humano porque la respuesta del ojo es logarítmica.
@Forat Un voltaje directo más bajo significa que paga menos energía por fotón.
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