LED を電流制限抵抗器に直接統合できない理由
2022-02-11 08:55:56
簡単な紹介: LED を使用する過程では、LED 電流が LED の最大動作電流を超えないように、回路内に制限電流回路 (電流制限抵抗または定電流回路) を設計する必要があります。電流制限抵抗の使用は、一般的な LED アプリケーションで最も一般的な便利な回路です。より洗練された統合型 LED チップも使用できます。この論文では、初期の単一 LED が電流制限抵抗と直接統合されなかった理由について説明します。
01 LED電流制限抵抗器
1.1 電流制限抵抗
ご存知のとおり、使用の過程で
LED電源電源の両端にLEDを直接接続しないでください[1]。過大な電流が流れるとLEDが焼損する恐れがあるためです。通常、LEDのピンには電流制限抵抗が接続されており、LEDに流れる電流を適切な動作範囲内に制御します。
この電流抵抗の大きさは、次の要素に基づいて決定する必要があります。
電源電圧：
LED の色によって決まる LED チューブの圧力降下。
駆動電流範囲:;
電流制限抵抗の大きさは 3 つの要素によって決まります。
1.2 LEDオン電圧
異なる色の複数のLEDの電圧-電流特性[2]は、実際に測定された異なる色の複数のLEDの電圧-電流特性を示しています。LEDのVA特性は、スイッチング電圧がLEDの色によって異なることを除けば、通常のダイオードと非常によく似ていることがわかります。
▲ 図1.2 異なる色のLEDのVA特性
特殊なケースでは、LED の電圧が印加電圧と基本的に同じで、バッテリーの内部抵抗が比較的大きい場合、バッテリーで LED を直接駆動することもできます。
任天堂Wiiリモコンと赤外線LEDペンを備えたインタラクティブデジタルホワイトボード。学校向けのHOWTO[3]では、5番バッテリーに直接赤外線LEDを接続するアプリケーションが示されています。
図1.2.2 バッテリーの両端にLEDを直接接続する
ほとんどの場合、LED を使用するには電流制限抵抗器を接続する必要がありますが、なぜ LED に直接内部統合された有限電流抵抗器が販売されていないのでしょうか?
02なぜですか？
LEDにはなぜ抵抗器が内蔵されていないのか？[4]、そしてその答えは非常に豊富です。
大学のプロジェクトで、16 個の電流制限抵抗器を小さなブレッドボードに収めるのに苦労した夜、LED には内部抵抗がまったくないのはなぜだろうと考えました。欠点は思いつきません。抵抗器なしで LED を直列に接続したことがないので、とても納得できます。
この質問者は、16 個の電流制限抵抗器を溶接した後、LED の中央が電流制限抵抗器と直接統合されている理由を尋ねて不満を述べました。
2.1 電流制限抵抗を内蔵したLED
まず、電流制限抵抗器を内蔵したLEDは、まだ市場に存在しています。たとえば、6.5V赤色LED 3mmスルーホールでは、Kingbright-934SRD-5Vは、5V電圧下で内部に有限電流抵抗を統合したLEDを提供しています[5]。LEDの直径は3mmで、5Vで約14mAの電流で動作します。
LP377GWH1-40G[6]には、中国深圳のYunSun社が製造した直径5mmの緑色LEDの仕様が記載されており、動作電圧は+5V、動作電流は+20Vで5mAである。
実際、有限電流回路だけでなく、フリッカー制御回路や調光回路など、より複雑な内部回路を備えたLEDがすでに存在します。たとえば、WS2812シリアル制御カラーLEDランプ[7]は、シリアルインターフェース回路と1024色PWM制御回路が統合されており、XNUMXつのIOポートのみを使用して最大XNUMX個のLEDライトの色と明るさを制御することができます。
2.2 LED内蔵電流制限抵抗の問題
先ほど見たように、有限フロー抵抗器を内蔵した LED 製品は実はかなり前から存在していましたが、市場の反応 (使用率と市場浸透率) の点では失敗でした。主な問題は次のとおりです。
発光効率の問題: 実際、照明に使用されるほとんどの LED は、有限の電流抵抗がない場合に、特殊な定電流回路を通じて LED の最大発光効率を達成します。
LED 電源直列問題: 多くのアプリケーションでは、ディスプレイ ランプのより大きな領域を形成するために、複数の LED を直列に接続する必要があります。電流抵抗が制限されている場合、より大きな駆動電圧が必要です。これらの直列 LED を駆動するには、定電流回路がよく使用されます。
異なる動作電圧と電流: LED の電流制限抵抗の大きさはいくつかの要素で構成されており、一定の条件に従って有限の電流抵抗が統合されると、LED の使用機会が制限されることがわかっています。
放熱問題: 電流制限抵抗の消費電力をいかに効果的に放熱するかも、LED の内部集積電流制限抵抗に影響を与える要因です。
低い動作電圧: 現在の回路の動作電圧はどんどん低くなっており、元の 5V から徐々に 3.3V またはそれ以下に移行しているため、統合 LED デバイスはさまざまな動作電圧に適応できません。
テーブルスティック電流制限抵抗器の使用は非常に便利です。または、実際には、テーブルスティック電流制限抵抗器を回路に追加するのは比較的簡単なので、LED はさまざまな動作条件に適応できます。高電圧 (例: +12V) の場合、複数の LED を直列に接続できます。
合計ノット
LED を使用する過程では、LED 電流が LED の最大動作電流を超えないように、回路内に有限電流回路 (電流制限抵抗器、または定電流回路) を設計する必要があります。電流制限抵抗器の使用は、一般的な LED アプリケーションで最も一般的な便利な回路です。より洗練された統合型 LED チップも使用できます。この論文では、初期の単一 LED が電流制限抵抗器と直接統合されなかった理由について説明します。
