如何限制LED的電流

本文要點

描述了LED的I-V特性在不同應(yīng)用電壓下的電流

任何電流限制技術(shù)的目標是將LED的電流維持在所選的數(shù)值范圍內(nèi)

在恒流LED驅(qū)動器中，電源的電壓在一定范圍內(nèi)變化，以限制所繪制的電流到指定的數(shù)值

在任何LED中，有必要限制正向電流以確保長壽命和良好性能LED正迅速成為現(xiàn)代照明系統(tǒng)的代表。LED只是當正向偏置時發(fā)光的二極管。電流從LED的陽極流向陰極并輸出光。它們的光輸出涵蓋了所有可見光頻率。一些LED發(fā)射紅外線和紫外線。在任何LED中，有必要限制正向電流以確保長壽命和良好性能。在設(shè)計LED電路時，您可能會想知道如何限制LED的電流。在本文中，我們將討論LED電路中的電流限制技術(shù)。

1LED的正向電壓和正向電流

當LED正向偏置或通電時，電流從陽極流向陰極。在正向偏置條件下，LED的半導(dǎo)體結(jié)中發(fā)生電子空穴復(fù)合。LED中的電子空穴復(fù)合以光的形式釋放能量。電子從高能帶向低能帶的躍遷會以光輸出的形式進行自發(fā)發(fā)射。在反向偏置條件下，LED無法實現(xiàn)光輸出。LED在正向偏置條件下的光輸出顏色取決于其所使用的半導(dǎo)體化合物。LED是依賴于電流的器件，其正向電壓和正向電流取決于半導(dǎo)體材料。類似于信號二極管，LED的特征是其正向電壓和正向電流。通常，正向電壓在1.2到3.6伏之間，正向電流在10到30毫安之間。正向電流對電壓（I-V）特性是LED數(shù)據(jù)表中的重要曲線。讓我們研究LED的I-V特性，以了解為什么需要限制LED的電流。

02LED的I-V特性

LED的I-V特性描述了在不同應(yīng)用電壓下通過它的電流。正向LED電流被作為電壓的函數(shù)繪制出來。LED的I-V特性遵循非線性模式，與歐姆定律相悖。根據(jù)歐姆定律，電流和電壓之間存在線性關(guān)系。在這種線性的I-V特性中，設(shè)備所繪制的電流隨電壓增加而增加。例如，電阻是遵守歐姆定律的線性電路組件。在電阻中，電壓與電流之比始終等于電阻值。但LED不受歐姆定律的控制。在施加在LED上的電壓達到正向電壓之前，所繪制的電流非常低。當施加的電壓超過正向電壓值時，電流隨電壓增加呈指數(shù)增長。過多的電流流過LED會立即破壞它們，因此有必要限制過多的電流流動。

03如何限制LED的電流

在任何LED電路中，限制電流都是很重要的。從I-V特性中，可以得到給定特定光強度的LED正向電流值。任何電流限制技術(shù)的目標是將LED的電流維持在所選擇的數(shù)值范圍內(nèi)。以下是一些有關(guān)如何在LED電路中限制電流的想法。

1. 并聯(lián)LED電路在照明電路中，可以看到相同顏色的LED并聯(lián)。每個分支所繪制的電流取決于內(nèi)部電阻。這種方法只適用于相同顏色的LED并聯(lián)。當顏色混合時，內(nèi)部電阻最小的LED會繪制更多的電流，導(dǎo)致壽命縮短甚至燒毀。

2. 在LED的數(shù)據(jù)表中保持給定的正向電壓值從穩(wěn)定的直流電源應(yīng)用電壓可以調(diào)節(jié)，以維持LED的電壓在正向電壓范圍內(nèi)。這可能會影響光強度。如果用戶對光強度輸出滿意，將電壓調(diào)節(jié)到正向電壓值是一種簡單的方法。

3. 恒流LED驅(qū)動器LED驅(qū)動器是專用于LED應(yīng)用的電源。有兩種類型的LED驅(qū)動器，即恒定電壓LED驅(qū)動器和恒流LED驅(qū)動器。在恒流LED驅(qū)動器中，電源的電壓在一定范圍內(nèi)變化，以限制所繪制的電流到指定的數(shù)值。

4. 電流限制電阻電流限制電阻與LED串聯(lián)連接。電流限制電阻可以插入串聯(lián)和并聯(lián)LED電路中。LED電流限制電阻通過在LED中維持一個指定水平的電流，該電流在LED數(shù)據(jù)表中給出的安全正向電流值范圍內(nèi)。電流限制電阻的值由已知參數(shù)確定，例如電源電壓（Vsupply），正向電流（ILED）和正向電壓（VLED）。電流限制電阻（RLED）的值可以通過以下公式給出：

結(jié)論

當您清楚了為了提供所需的光強度輸出而需要的正向電流值時，那么如何限制LED的電流就很簡單了。您可以使用Cadence的PCB設(shè)計和分析工具設(shè)計具有電流限制的LED電路。

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