Kapan dan mengapa LED memerlukan resistor pembatas arus?

Jika Anda mengerjakan sirkuit apa pun yang-terkait dengan LED, Anda mungkin pernah melihat saran atau peringatan untuk selalu menggunakan resistor pembatas arus.
Dari orang DIY pemula hingga mereka yang merancang dan membangunpencahayaan LEDpapan sirkuit, kami telah membuat panduan ini untuk membantu semua orang memahami sepenuhnya kapan, mengapa, dan bagaimana memilih resistor pembatas arus yang sesuai.

Mendesain sirkuit di sekitar komponen semikonduktor pasif seperti LED memerlukan pengetahuan tentang kurva I-V (arus vs tegangan), seperti halnya komponen serupa lainnya.
Tentu saja, sebuahDIPIMPINpada dasarnya adalah dioda dengan kurva I-V non-linier. Dengan kata lain, korelasi antara tegangan masukan dan arus masukan tidak mengikuti jalur linier.
Misalnya, pertimbangkan arus maju pada 2,7 V-kira-kira 20 mA. Menaikkan tegangan menjadi 2,8 V sebesar 0,1 V menyebabkan arus maju meningkat sekitar 30 mA hingga 50 mA. Arus maju naik sebesar 35 mA menjadi 85 mA jika kita menaikkannya menjadi 2,9 V sebesar 0,1 V lagi.
Laju kenaikan arus maju juga meningkat seiring dengan kenaikan tegangan. Variasi kecil pada tegangan maju dapat menyebabkan variasi arus maju yang sangat besar.
Jadi, driver LED arus konstan adalah cara terbaik untuk menggerakkan LED karena mereka bekerja pada satu arus dan mengubah tegangan keluarannya agar sesuai, sehingga menjamin stabilitas arus maju. Resistor pembatas arus tidak diperlukan pada input arus konstan.
Jika Anda menjalankan sumber listrik bertegangan konstan, apa yang harus Anda lakukan?
Di sisi lain, sumber listrik arus konstan seringkali lebih mahal dan kurang mudah beradaptasi. Hampir semua produk strip LED dan modul lainnya beroperasi pada input tegangan konstan.
Tetap pada tingkat tegangan keluarannya, catu daya tegangan konstan dapat menghasilkan tingkat arus keluaran berapa pun antara 0 mA dan nilai maksimumnya, yang mungkin berada di atas nilai maksimum untuk LED dan sistem LED.
Namun, seperti yang kami catat sebelumnya, input daya tegangan konstan memerlukan lebih banyak modifikasi agar dapat digunakan secara aman dengan sistem LED karena hubungan nonlinier antara arus maju dan tegangan maju, karena alasan berikut:
Tegangan maju LED tidak selalu sesuai dengan tingkat tegangan catu daya. Misalnya, bergantung pada spesifikasi LED yang sama seperti di atas, jika Anda memiliki catu daya tegangan konstan 3,0 V, arus maju juga akan dibatasi hingga 135 mA.
Menggunakan sumber listrik yang sama, bagaimana jika kita ingin mengoperasikannyaDIPIMPINpada 20mA? LED hanya memerlukan 2,7 V, bukan 3,0 V. Namun, mengingat sebagian besar unit catu daya tidak memiliki pilihan keluaran tegangan variabel, unit catu daya itu sendiri tidak dapat menghasilkan 2,7 V pada LED.

Solusinya adalah dengan memasang resistor secara seri dengan LED dan membiarkannya “menurunkan” tegangan ke LED sebesar 0,3 V.
Bagaimana cara menentukan nilai resistor? Menggunakan Hukum Ohm, yang menyatakan V=IR, kita mengganti V dengan 0,3V (penurunan tegangan) dan I dengan 0,02A (arus maju yang diinginkan). Pemecahan untuk R memberi kita 15 Ohm.
Perhitungan serupa dapat dilakukan terlepas dari voltase yang terlibat-misalnya,Strip LED 12V dan 24V.
Variasi tegangan maju LED tidak dapat dihindari dalam pengaturan produksi massal dan menyebabkan beberapa wadah tegangan. Idealnya, LED dari setiap wadah tegangan memiliki pasangan nilai resistor berbeda yang dihitung untuk menjamin penarikan arus maju yang sama, tidak bergantung pada wadah tegangan LED. Jika tidak, perbedaan yang lebih besar dalam penarikan arus maju-dan kecerahan-dapat terjadi.
Setiap baris di atas menunjukkan tempat tegangan yang berbeda. Persyaratan resistor yang berbeda harus digunakan untuk mendapatkan berbagai tegangan maju yang diperlukan untuk mencapai 60 mA yang sama untuk semua wadah LED.

Seperti yang kami amati, LED menunjukkan korelasi nonlinier antara arus maju dan tegangan maju. Akibatnya, kenaikan tegangan yang kecil dapat menyebabkan peningkatan arus maju yang besar, yang dapat menyebabkan arus berlebih dan kegagalan perangkat.
Berbeda dengan dioda, resistor mempunyai hubungan linier antara tegangan maju dan arus maju (seperti yang ditunjukkan oleh Hukum Ohm).
Jadi, terlepas dari level tegangan, kenaikan tegangan maju akan menyebabkan kenaikan arus maju yang sama dan proporsional. Ketika dimasukkan ke dalam rangkaian LED, karakteristik resistor ini dapat membantu mengimbangi konsekuensi kenaikan tegangan.

Sumber listrik yang tidak-stabil dengan kebisingan atau riak yang mencolok adalah opsi pertama. Jika catu daya tegangan konstan menghasilkan arus DC yang tidak stabil, tegangan maju dan lonjakan terputus-putus - dan resistor pembatas arus akan membantu mengontrol lonjakan arus maju terkait.
Yang kedua, lebih konsisten dan tersebar luas adalah fitur perangkat LED itu sendiri.
Jika kita menjaga arus maju tetap konstan, tegangan maju LED turun saat memanas. Lembar data LED sering menunjukkan hal ini dalam grafik perubahan suhu vs tegangan maju berikut:
Merancang rangkaian arus konstan mendapat manfaat dari pengetahuan ini karena memberi tahu kita tentang kisaran tegangan maju sebenarnya yang dapat kita amati dalam suatu sistem. Namun mari kita nyatakan kembali gagasan yang sama dari sudut pandang tegangan konstan:
Jika kita menjaga tegangan maju tetap konstan, arus maju LED akan meningkat seiring dengan pemanasannya.
Pertama dan terpenting, total disipasi daya LED menentukan produksi panasnya. Dengan demikian, kenyataan bahwa arus maju bertambah seiring kenaikan suhu mungkin merupakan bencana karena arus maju yang lebih besar akan meningkatkan suhu LED lebih banyak lagi, sehingga meningkatkan arus maju lebih banyak lagi dalam putaran umpan balik positif. Paling-paling, hal ini disebut pelarian termal dari sistem LED, yang akan menyebabkan kegagalan besar dan mungkin kebakaran dan asap.
Melalui kurva IV liniernya, resistor pembatas arus membantu mengimbangi dampak kenaikan tegangan. Selain itu, dalam kaitannya dengan suhu, resistor bertindak berlawanan dengan suhuLED; ketika suhu naik, resistensi juga meningkat.
Beberapa orang menyebut resistor yang digunakan dengan cara ini sebagai resistor pemberat karena karakteristiknya yang sederhana namun bermanfaat.

Karena arusnya-dikendalikan, perangkat LED tidak bereaksi dengan baik terhadap perubahan voltase.
Membangun sebuahsistem LEDmenggunakan sumber daya tegangan konstan berarti Anda harus siap menggunakan resistor pembatas arus untuk menjamin pengoperasian perangkat LED yang aman dan stabil.

Shenzhen Benwei Lighting Technology Co., Ltd didirikan pada tahun 2010. Ini adalah perusahaan teknologi tinggi nasional yang mengintegrasikan desain, R&D, produksi dan penjualan produk pencahayaan dalam dan luar ruangan dan juga dapat melakukan OEM, ODM. Untuk detail lebih lanjut tentang penawaran kami, silakan hubungi kami dibwzm18@ledbenweilighting.com