Regla general para la resistencia de balasto LED

Como todos saben, usar un LED sin algún tipo de control de corriente es una mala idea. Uno de los tipos más básicos es una resistencia de balasto simple, emparejada con la ley de Ohm. Con base en Vin, Vf y la corriente deseada, podemos determinar la resistencia necesaria.

Pero a grandes rasgos, ¿cuál es el mejor escenario para elegir una resistencia? Dado un LED con 20 mA a 3,3 V de voltaje directo, con un voltaje de fuente (variable) muy cercano, ¿cuánto espacio libre necesita la resistencia para un control óptimo ?

Si proporcionamos demasiado espacio libre (Vin de 12 V) para un solo LED de 3,3 V, simplemente estamos desperdiciando energía y necesitamos una resistencia de mayor vataje. Si proporcionamos poco espacio para la cabeza (Vin de 3,4 V), le damos al LED solo 0,1 V, ¿es eso suficiente? Los cambios en Vf y If debidos a la temperatura parecen causar una situación de causa y efecto en bucle.

Entonces, la pregunta es, para un control óptimo, ¿cuánto margen en términos de voltaje debe necesitar la resistencia?

@NickAlexeev Está relacionado, pero solo en el sentido de que se trata de LED y resistencias. Esta pregunta toca un aspecto diferente de las opciones a tomar.
@nick, sí, estoy al tanto de esa y las otras cien preguntas sobre led/resistencia, pero ninguna aborda el voltaje mínimo/máximo que las resistencias de balasto necesitan para ser eficientes. Por ejemplo, qué tan bien adaptado debe estar mi Vs / Vled cuando se usa una fuente de voltaje constante y una resistencia para LED, en lugar de otras fuentes de corriente constante.
Si desea hacer este "bucle abierto" sin "cortar y probar" o aspectos de selección en la prueba, establezca los resultados del peor de los casos y decida si son aceptables. por ejemplo, un LED puede ser spe a 3,1 - 3,6 V a 20 mA. La resistencia puede ser +/-0.1%. La fuente de alimentación puede ser +/- 5%. Es posible que desee que la corriente sea de 20 mA +- 1 mA máx. A partir de estas y las curvas de la hoja de datos (para obtener trenes entre puntos específicos), puede establecer el suministro mínimo de R y V mínimo que puede dar un resultado aceptable.
Debe definir ÓPTIMO, y sospecho que esto tendrá mucho que ver con qué tan brillante necesita que sea su LED. El ejemplo absurdo, por supuesto, es que si no necesita que el LED se encienda, un circuito abierto es la mejor solución para minimizar la potencia en la resistencia (y el LED). Si necesita absolutamente una batería de larga duración, su LED puede ser muy tenue
@scott Pensé que sí, pero regulé el suministro variable. Led 20mA @ 3.3V, temperatura ambiente/habitación al aire libre. No sé cuánto más específico podría ser.

Respuestas (3)

Esto es algo que depende del LED y la fuente de alimentación, así como de las condiciones de funcionamiento. Si desea una regla general general, asuma al menos 0,5 V, o vaya si necesita una confiabilidad absoluta para 1V.

Por supuesto, si desea tener la seguridad absoluta de que no está desperdiciando demasiada energía y aún así no daña el LED, puede:

  1. Reúna todas las hojas de datos, inspeccione las curvas de potencia del LED a todas las temperaturas posibles, luego compárelas con cualquier regulación de voltaje que pretenda aplicar, elija el peor de los casos y modele su resistencia para eso, aceptando que en el mejor de los casos la corriente puede caer notablemente.

  2. Diseñe un controlador de modo de corriente de conmutación. Hay un millón de chips controladores de LED en las selecciones de Linear Technology y sus compañías asociadas (probablemente TI y AD también tengan algunos, por ejemplo) que controlan un LED a través de la conmutación de una bobina mientras monitorean la corriente del LED con una pequeña resistencia de detección. , a menudo solo "desperdicia" 100 mV o incluso menos.

¿ Cuánto necesitará ? Muy poco. Una curva Vf/If típica para un LED es bastante pronunciada alrededor del punto Vf, por lo que solo se necesita una pequeña cantidad de espacio libre, si es que se necesita alguno.

Sí, cuanto mayor sea el voltaje de entrada, más energía se desperdiciará a través de la resistencia; eso es un hecho de la vida. Sin embargo, en las típicas corrientes LED pequeñas, esa potencia es mínima de todos modos.

Sí, la temperatura puede causar problemas, y el autocalentamiento de la resistencia con LED de mayor corriente es un problema. Por esa razón, es mucho más preferible usar una fuente de corriente constante o un sumidero con LED de mayor potencia en lugar de una resistencia simple.

Los LED con curvas como la de la figura 5 en la página 5 de la hoja de datos de vlmo1300 no son tan poco comunes en el rango rojo/naranja/amarillo como se podría pensar. Tome ese LED a un voltaje muy pequeño (infiero aquí 0.1V) sobre la resistencia con una fuente de alimentación de 2.1V, lo que genera aproximadamente 20 mA, si esa fuente tiene una precisión del 5%, puede llegar a 2.2V, causando 0.18V sobre la resistencia, aumentando la corriente dramáticamente. Como regla general, cubra todas las medidas, muy bajo no mantendrá seguros todos los LED.

No soy un experto en LED. Pero supongo que el voltaje directo de los LED cae ~ 2 mV por grado K (cerca de la temperatura ambiente). (Encontré algunos gráficos en línea que confirman esto. Aquí hay uno) Pero los LED de diferentes colores sin duda serán un poco diferentes.

Entonces, si desea operar por encima de (digamos) 100 C, entonces sería prudente al menos ~ 200 mV de espacio libre. (Iría por al menos el doble de eso...)

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