Mismo LED, diferentes caídas de voltaje con diferentes voltajes de suministro

Tengo un LED sin especificaciones para ello. Decidí medir la caída de voltaje en el LED, así que lo conecté a una fuente de alimentación de 5 V y una resistencia de 325 ohmios. Medí la resistencia con un multímetro, luego medí la corriente y obtuve 6,38 mA. Luego calculé la caída de voltaje a través de la resistencia que era de 2.07 V ( I R = V ) y luego calculé la caída de voltaje a través del LED que es 5 − 2.07 = 2.93 V . Así que anoté mi caída de voltaje en el LED.

El día después estaba usando el mismo LED en un circuito de 3.3V. Decidí medir nuevamente la caída de voltaje del LED y resultó ser de 2.633 V y según la ley de Kirchhoff afectaría mi corriente porque estoy conectando este LED antes que la resistencia.

¿Alguien puede explicarme qué sucede? ¿Por qué un mismo LED tiene diferentes características con diferentes voltajes?

Por favor, muestre los diagramas de circuito. Divida el texto para mostrar los dos casos de prueba.
Diagrama de circuito ? Es fuente de alimentación -> LED -> Resistencia -> GND

Respuestas (3)

Supongo que usaste los mismos 325 Ω en ambos casos.

5 V con una resistencia de 325 Ω y V f = ≈ 7 mA
3,3 V con una resistencia de 325 Ω y V f = ≈ 2 mA


conectando sus números a una calculadora de resistencia:

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Fuente: Calculadora de resistencias de la serie LED


Mirando en una curva IV:

2 mA ≈ 2,6 V
7 mA ≈ 2,9 V

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Fuente: OSRAM LED azul


¿Existe alguna fórmula matemática para calcular las caídas de voltaje a diferentes corrientes? – Anton Stafeyev

es muy importante conocer el voltaje directo exacto para poder ver la luminosidad lo más exacta posible. ¿cómo se haría? – Anton Stafeyev

Esto es más fácil de mostrar con un LED de alta potencia.

Digamos que queremos hacer una linterna con una salida de 1000 lúmenes.
Seleccionamos este LED de 900 lúmenes .
Esta intensidad luminosa se mide a 400 mA y 85° C.
La corriente máxima de este LED es de 750 mA.

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Tenemos que aumentar la corriente de 400 ma para obtener 1000 lúmenes.

1000/900 = 111%

Así que vamos al gráfico de Intensidad Luminosa Relativa.
Dibuje una línea al 111 %
Dibuje una línea hacia abajo desde el punto donde la línea del 111 % se cruza con la curva de 85°.
Vemos que 475 mA nos deberían dar 1000 lúmenes.

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Vamos a la curva IV y trazamos una línea desde 475 mA hasta la curva de 85˜.
Luego dibuje una línea desde donde se cruzan con el voltaje directo.

El voltaje directo para este LED a 475 mA es 17,75 V.

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Digamos que estamos usando un voltaje de suministro de 24V.
Vamos a la calculadora de resistencias e ingresamos el suministro de 24 V, 475 mA y 17,75 V para el voltaje directo.

Entonces, para 1000 lúmenes, necesitamos una resistencia de 13,3 Ω y 5 vatios.

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Gracias por el diagrama. ¿Existe alguna fórmula matemática para calcular las caídas de voltaje a diferentes corrientes?
No. De la forma en que funciona, vaya a la hoja de datos, seleccione una intensidad luminosa, obtenga la corriente para esa intensidad, luego vaya a la curva IV al Vf en esa corriente, luego use el Vf y la corriente para calcular el valor de la resistencia. .
en mi caso, necesito saber el Vfd del LED con mucha precisión para mostrar el valor RGB. rango de 0-255. por lo tanto, es muy importante conocer el voltaje directo exacto para poder ver la luminosidad lo más exacta posible. ¿cómo se haría? porque trazarlo a mano no sería tan preciso como las conversiones matemáticas
Ver adición a mi respuesta.
aquí está la fórmula que se me ocurrió. 255RGBV = I*máx * (Vs - Vfd)/R
solo quería decir que no podré trazar a mano 255 valores
Sí, esa es la forma correcta de hacerlo. Solo necesita encontrar el Vf para el Imax de la hoja de datos para calcular el R.
bueno, sí R = (Vs-Vfd)/I, sí, es bastante simple. pero como dije antes, necesitaría ejecutar esto 255 veces con corriente de 0 a corriente máxima, por lo que si tuviera 20 mA, necesitaría ejecutar este gráfico Vfd cada 0.078 m Apms, que es 255 veces. y necesita ser preciso. y no creo que pueda trazar 0.078mAmps en ese gráfico correctamente, incluso si escribí un programa para hacerlo. la imagen ni siquiera tiene suficiente resolución.
Con un Arduino puedes usar un pin PWM y obtienes 65,536 incrementos. que luego escalas a 255.
sí, sé que puedo usar pwm. pero como voy a alterar Vs, la corriente caerá más o menos para hacer que el LED sea más oscuro o más brillante, lo que afectará el valor de caída de voltaje. entonces Vfd depende de la corriente y la corriente depende de Vs. si supusiera que el LED tiene un factor Vfd estable, ni siquiera me molestaría en preguntar aquí sobre las curvas IV y la fórmula matemática para ello.
porque si pierdo la corriente por 0.000078A y digamos, significaría que el valor RBG de rojo no será uno. y el color que estoy mostrando sería incorrecto. por eso Vfd es muy importante en este proyecto)
int main() { for (int i = 0; i < 255; i++) { float vs = 165*(i*0.000078f) + 1.7; std::cout << vs << "\n"; } int b; std::cin >> b; return 0; }esto calcula qué Vs necesito para configurar el LED al valor deseado (0-255) como puede ver, la precisión es muy importante

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Figura 1. Curvas típicas de LED IV. Fuente: LEDnique .

La caída de tensión directa, VF , a través de un LED no es una constante sino que varía con la corriente. Si tomamos el LED azul de la Figura 1, podemos ver que a 40 mA tendrá un V F de 3,0 V. Si reducimos la corriente a 20 mA, el V F se reducirá a aproximadamente 2,6 V.

... y de acuerdo con la ley de Kirchhoff, afectaría mi corriente porque estoy conectando este LED antes de la resistencia.

El orden de los componentes en un circuito en serie no importa. La misma corriente fluye a través de todos ellos.

También hay un video en la página vinculada que muestra cómo dibujar el gráfico IV.

en mi caso, necesito saber el Vfd del LED con mucha precisión para mostrar el valor RGB. rango de 0-255. por lo tanto, es muy importante conocer el voltaje directo exacto para poder ver la luminosidad lo más exacta posible. ¿cómo se haría?
@Anton, necesita una fuente de corriente constante para eso, no una fuente de voltaje simple con una resistencia. Además, la característica IV puede variar mucho con la temperatura, por lo que su diseño actual no puede permitir la precisión que parece necesitar.
¿Qué pasa si uso un transistor para controlar la corriente que fluye a través del LED sin una resistencia?
Sería difícil de controlar. Consulte el controlador de corriente constante para obtener detalles sobre cómo se hace con una resistencia de detección de corriente. En cualquier caso, debe controlar la corriente del LED , no el voltaje. No puedes confiar en el V F siendo consistente de LED a LED. Consulte Vf y binning para obtener más información al respecto.

Esto es lo que sucede. El generador de voltaje y la resistencia en serie tienen la siguiente característica VI: tenga en cuenta que al cambiar el valor del voltaje, la característica cambia. En el eje V la característica alcanza la tensión de circuito abierto, mientras que en el eje I tienes la corriente de cortocircuito. Esto se conoce como la 'línea de carga'.

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El diodo tiene la siguiente característica (esta es una relación de Shockley simplificada, pero puede derivar la suya de la hoja de datos)

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Cuando juntas las dos partes, el circuito funcionará para tener el mismo voltaje y la misma corriente en ambas partes. La intersección de la característica del generador y el diodo es el par Vd Id que está buscando:

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Como puede ver, si aumenta el voltaje, mueve el punto de intersección y termina con una mayor caída de voltaje en el diodo. Tenga en cuenta, sin embargo, que la característica del diodo no ha cambiado.

El punto de reposo (Vd, Id) es la solución del sistema de dos ecuaciones que describen la característica. La no linealidad de la característica del diodo es tal que no puede resolverla analíticamente (pero eche un vistazo a esta respuesta por jonk). Puede resolverlo gráficamente (dibujando la línea de carga en la curva proporcionada por el fabricante del diodo) o numéricamente (a mano con un método iterativo, o por computadora activando Matlab o Mathematica; es posible que necesite escanear la característica para producir un modelo) o, si tiene un modelo Spice, usando Spice.

Lo resolví reemplazando la resistencia con el transistor, así que solo limito la corriente a través del transistor NPN en lugar de complicar las cosas con la resistencia.
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