¿Cómo se limita la corriente a través de los LED en este diseño de matriz de LED?

Estaba estudiando algunos diseños de matrices LED en la red y encontré el siguiente:

Su diseño me desconcertó porque no podía decir cómo limita la corriente a través de cada LED y a través de las salidas de los registros de desplazamiento sin resistencias limitadoras de corriente.

Para mayor claridad, aquí están las partes relevantes del diagrama esquemático vinculado anteriormente.

VCC es 5V.

Partes seleccionadas de los esquemas.

Aquí están las hojas de datos relevantes:

Por lo que puedo decir, para encender un LED, digamos D512 , uno tiene que:

  • active el PFET del lado alto configurando HI1 en LOW, activando así la fila HO1 , y
  • establezca la salida del registro de desplazamiento '595 QH (pin 7) enLOW

En este caso, la ruta actual sería la siguiente:

Trayectoria de corriente

Mi pregunta es: ¿ qué limita la corriente a través del LED y la salida '595 QH?

Mi mejor conjetura es que, de alguna manera, el '595 está sujetando la corriente al valor deseado de 20 mA, que por cierto puede ser la corriente directa destinada a pasar a través de un indicador LED común. ¿Es asi? Si es así, ¿por qué sucede eso?

Otra suposición es que existe una combinación específica de VCC, esquema de multiplexación, voltaje directo de LED y corriente que limita mágicamente la corriente.

En cualquier caso, ¿es esta la forma correcta de diseñarlo (TM) ? ¿O es solo un truco en el que el '595 se usa fuera de sus especificaciones?

Tenga en cuenta que, debido a que los LED son estroboscópicos en lugar de continuos, es posible exceder su clasificación de corriente directa por períodos breves sin sufrir daños.
@ pjc50: me doy cuenta de eso, pero gracias por señalarlo de todos modos. Los indicadores LED comunes a los que estoy acostumbrado pueden tomar hasta 100 mA de corriente pulsada, pero generalmente en un ciclo de trabajo más bajo (10 %) que el que se usa en este diseño (25 %). Así que está bien para el LED. Pero, ¿qué pasa con las salidas del registro de desplazamiento? ¿Pueden tomarlo?

Respuestas (2)

Revisé algunas hojas de datos:

Y en ninguna parte vi un límite actual especificado. Lo único que se especifica es que no debe superar los 35 mA de corriente de salida (valor nominal máximo absoluto). Pero no dice que el propio chip limite la corriente a este valor.

Ahora, encontré otra especificación de TI:

Brinda (entre otras cosas interesantes) la característica de salida de dos chips 74HC (74HC00 y 74HC240 cuyas especificaciones son más cercanas a las del 74HC595), y podemos ver que fácilmente puede obtener más corriente que el máximo especificado de 35 mA. Probablemente, la corriente se limitará a aproximadamente 80 mA (pero ciertamente no es muy precisa y puede depender mucho de la temperatura y la probabilidad):

ingrese la descripción de la imagen aquí

De todos modos, será mucho más que los 20 mA que le gustaría ver en su circuito. No hay nada, aparte de la resistencia interna de 595, que realmente limite la corriente en este circuito.

Por lo tanto, el 595 y los LED funcionan por encima de sus especificaciones. Para el LED, ciertamente es un problema menor ya que hay multiplexación. Por lo tanto, puede tolerar más de 20 mA si el ciclo de trabajo es lo suficientemente bajo (pero esto a menudo no se especifica claramente para los LED básicos).

Pero para el 595, si está manejando un panel completamente iluminado, puede convertirse en un problema y puede dañar el chip a largo plazo.

Este diseño es malo, m'kaaayy.

Gracias por tomarse el tiempo para responder mi pregunta correctamente, corrigiendo así la otra respuesta engañosa (que ahora se eliminó): +125 (voto a favor, aceptado y recompensa).
Supongo que tendré que esperar 24 horas para otorgarte la recompensa. Pero considéralo tuyo.

No podría decir cómo limita la corriente a través de cada LED y a través de las salidas de los registros de desplazamiento sin resistencias limitadoras de corriente.

A través de la resistencia interna de los HC595s. No es raro: lo hago todo el tiempo, en MCU y dispositivos lógicos. Ciertamente no es aconsejable, pero se hace muchas veces al día.

¿Y cuál es el valor de la resistencia interna del pin de un HC595?
¿Cómo se limita la corriente a través de los LED en este diseño de matriz de LED?
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