在電壓合適的情況下,發光二極體可以不串電阻嗎?

Dear不離30367142


發光二極管啟動的時候有電容效應,電流太大,就是在工作時候,電壓稍微一點變化會引起電流的鉅變,所以一般發光二極管需要使用恆流驅動,而不是恆壓控制,所以即使電壓再合適,也需要考慮到LED是非線性元件,加裝電阻來保證電流的平穩,只有流過發光二極管的電流恆定,發光二極管的光衰和壽命才可以得到保證,請關注:

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發光二極管有多種規格,電壓範圍有點不一樣,比如紅色的是1.7到2.5伏,綠色的是2.0到2.4伏,藍色的是1.9到2.4伏,藍白的是3.0到3.8伏,電流一般5-20毫安之間,一般控制在10毫安多一點,儘量不要超過15毫安,當然一些高亮的會有100多毫安,具體要看參數。如果電流超過規定值,會猛地發熱引起嚴重光衰,甚至直接燒燬。

所以一般的三伏電壓接紅色發光二極管接220到300歐姆的限流電阻來限流,防止電流過大,電流過大會使得PN結髮熱嚴重,縮短LED的壽命,燒壞PN結,過高的電壓顯然會導致過高的電流,光衰也會加劇。


根據發光二極管led的伏安曲線,在曲線轉折點,電壓的一點變化,就會造成電流大量變化。所以這個器件非線性非常嚴重,電壓稍微變化,要麼太亮了,要麼太暗,所以對於電壓源而言,必須串電阻來改善這個曲線。當然最好是用電流源,直接控制電流。

講白了,LED不是阻性器件,誰也不能保證供給的電壓源電壓不波動,因LED加到額定電壓後,電壓再升高,電流(或LED的電阻)會隨電壓的微變而鉅變,燒燬LED的pn結,若加一恰當的電阻,在LED電阻受高壓陡然減小時,電阻會分掉大部分電壓,使LED的功率不至於驟增而被燒燬。

從另外一個角度而言,LED內阻不固定,發熱變小,電流變大,更熱更小更大,死循環,就算電流不大於燈的值,也可以起到穩定電流,即使是個0Ω的,電阻阻值基本固定,電流也就固定了,延長LED壽命

而且溫度也是影響到LED壽命的關鍵,溫度升高的時候,LED結電阻變小,導通電壓也會變小,而電壓源不變,所以溫度升高電流變大,或者說正向壓降會下移,不串電阻LED燈很有可能被大電流導致大量發熱而損壞,另外電流變大了,又會進一步讓溫度機械升高,進入了一個惡性循環,最終會燒掉LED,而且溫度升高會引起光衰直接造成明而不亮問題。

比如上邊圖中的發光二極管的工作電壓是3.12伏,正向電流是350毫安,你用兩節1.5伏的乾電池接上去,沒有接電阻,真正的問題在電源的電壓不穩定引起。所謂的乾電池電壓1.5V,只是標稱值,不是實測值。實測值,新的鹼性電池的電壓大於1.6V。兩節串聯就有3.2V以上。若把3.2V的電壓加在LED兩端,那麼這隻LED燈的電流就會遠遠超過額定電流。別看3.2V只比3.12V大於0.08V,這一點點的電壓,增加的電流可不是一點點。

所以一定要串聯電阻來解決問題,最好使用萬用電表測量,串聯不同的電阻,看看電流是多少。為了測量的精確性,不要使用“指針式”的電流表,要使用數字電流表(萬用表)。還要注意一點:電流表本身也有電阻。串聯了電阻,再串聯了電流表,測出來的電流如果是300mA,那麼你把電流表拆掉,只串聯電阻,實際通過LED燈的電流會超過300mA,具體是多少,還得估算一下電流表的阻值。不同的電流表檔位,等效電阻值不盡相同。

有比如,假如1.7-3伏,工作電流5-30毫安的LED管,需要串聯電阻,讓它能直接接到12伏電壓源上工作,這個電流電阻可以這樣簡單計算,取工作電流10毫安,結電壓控制在2伏:

(12-2)÷10=1000歐姆,10*10÷1000=0.1W

所以可以選擇阻值1K,1/8W功率以上的限流電阻即可,這個計算要求精度不高的,因為LDE有一定的緩衝範圍,其他的限流電阻計算,也可以按照這個思路去完成。


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這裡涉及到兩個問題,一是怎樣理解“電壓合適”,二是此LED的用途是什麼。

如果被點亮的LED是用來作指示燈是可以的。我用1w的白光LED燈珠做了試驗:電壓2.4ⅴ開始發光,2.5v看上去已經很亮了,此時電流4mA,2.6ⅴ電流23mA,3.0ⅴ電流200mA。

如用作指示燈,2.5v~2.6Ⅴ既可被認定為“電壓合適”(此時LED只工作在滿功率的10%左右)。因此不加限流電阻完全沒有問題。不過,如此合適的電壓到哪裡去找也是個問題,要是用電阻降壓,問題豈不是又回到了原點。


如果用於照明情況就大不一樣了。像這種1w的燈珠,典型工作電流一般在300~330mA,而且需要加裝散熱片。這時要認定“合適電壓”就很複雜了。每顆LED燈珠在出廠時都標有ⅤF值,但它是25℃時的測試值,用來做“合適電壓”顯然是不行的。況且LED燈珠是按0.1ⅴ差異來分檔的,既使位於同一檔VF值的燈珠,如按統一電壓供電,最大電流差異也會達到幾十mA,這會導致成品燈的一致性很差。

然而這還僅僅是靜態狀況。因為隨著燈珠芯片溫度的不斷上升,ⅤF值還會降低。當芯片溫度上升至80℃時,電流會增長近一倍,而且還會隨溫度不斷變化。請問這個“合適電壓”該如何硧定?既使按80℃的ⅤF值來定,也要留出很大的餘量,因為散熱片積滿灰塵後散熱狀況還會變差,而LED的壽命是隨溫度上升而急劇下降的


由於LED的一致性不是很好,因此要做到既不超溫又能接近滿功率工作,這就需要通過實驗為每個光源硧定“一組”和外界溫度一一對應的 “合適電壓”。這顯然是行不通的。

實際上在照明燈具中,既使加了限流電阻,其作用也非常有限,因為要實現很好的“限流”,限流電阻上的壓降不應小於LED的ⅤF值。也就是說耗電50W的照明燈具,至少要在限流電阻上消耗25W以上的功率才能實現較好的限流。這樣的燈具都可當電暖器來用了。

因此,既使是用“合適電壓”供電,不加限流電阻也只能用在功率餘量很大的指示燈方面;如果沒有合適電壓,可通過加限流電阻來解決問題。而在大功率的照明領域,無論加不加限流電阻,基本上都是行不通的。一定要採用恆流電源來供電。以上是我的回答。


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在電壓合適的情況下,LED燈可以不串電阻嗎?

⭕️【小製作經驗分享】可以不串!

我在組裝LED燈具時從來不加電阻,其理由是:

1⃣️必須確保標準的穩壓,(比如手機充電器的穩壓輸出)、及電池等!

2⃣️弄準LED燈珠的耐壓值(有的弄不準就用調壓電源通電試驗,小的不超過2v,中的不超過2.5v,汽車上的聚光LED燈為準4V)

3⃣️什麼情況下才用電阻(比如輸出電壓比LED耐壓值偏高才用10~20歐不等的電阻串聯來起到降壓作用)

4⃣️象那種灘頭上購買的拾元錢一隻的LED燈,它內部有麻將牌大的小電路板先用阻容降壓,後經簡易電路處理,它通電後因為沒有穩壓,電湧對電珠有突然一亮的感覺。這種燈只要在直流輸出線上串一隻電感就行,功率大小可選磁體的大小,線徑的大小。

我也修了幾個這種類型的燈,凡電源壞了,LED燈珠不全壞,還有大部分好燈珠時,我用線給壞燈珠短路後串聯在電路中,選擇一個固定輸出電源,因為電壓較高,怕湧電傷燈珠,我就在輸出端串一隻電感(從日光燈電子鎮流器的電路板上拆一隻磁環,繞滿線,串在電路中開燈時先暗後亮,從電壓測量中發現電壓是不斷升到標稱電壓的,對LED有保護作用。)

5⃣️我組裝了好多照明燈,都是用舊手機電池並和串聯組裝,有用4v電源的,電壓不相適配時用電阻串,汽車LED燈正好12V對三節手機鋰電池串聯為12v,什麼電阻也不要,因為電源是穩壓的鋰電池,已組裝使用幾年了,一切正常。

🚪經驗總結:

*利用電池恆壓供LED燈做電源,如果電壓與燈珠耐壓值不配,可選10~20歐以內的金屬膜電阻降壓,如果電壓相配就不需要電阻。

*如LED燈珠串聯後接幾十伏的電壓時,在有穩壓電源時,為了穩住湧電,可從電子鎮流器中取一隻高頻輸出的小方塊磁感變壓器,利用上面現成的線,既有降壓作用又有緩衝湧電功能,因為磁感體繞成的線圈比普通電感功效強,我已裝並使用著,當打開直流電路開通時,電壓表指針是慢慢上升直到標準供電電壓,對保護燈泡十分有利!

謝謝你的閱讀🙏!


許科雲


發光二極管也是一種二極管,其伏安特性曲線(見下圖)與普通的二極管一樣,當發光二極管導通後,其兩端的電壓若有較小的變化,便會使其正向工作電流發生較大的變化,故為了保護髮光二極管不因過大的電流而損壞,發光二極管在使用時必須加限流電阻(恆流驅動的除外)。
發光二極管伏安特性曲線。

從上圖我們可以看出,在發光二極管導通後,若發光二極管兩端的電壓有較小的增大,流過管子的正向電流便會有顯著的增大。


鎳氫電池點亮發光二極管的電路。

上圖為兩節串聯的鎳氫電池點亮一個綠色小功率發光二極管的電路。圖中的電阻R為發光二極管的限流電阻。

小功率綠色發光二極管。

發光二極管限流電阻阻值的計算

這種小功率的綠色發光二極管的工作電壓一般在2~2.4V,最大工作電流為20mA。為了計算方便,假定這個發光二極管的工作電壓為2.2V,工作電流ILED取10mA(普通亮度的小功率發光二極管的工作電流一般可取5~15mA),則限流電阻

R=(2.4V-2.2V)/ILED=0.02KΩ,即20Ω。

限流電阻功率的計算

由於R兩端的電壓為2.4V-2.2V=0.2V,流過R的電流為10mA,故R的功率P=UI=0.2Vx10mA=2mW。

綜上,限流電阻R選用標稱值為20Ω,功率為⅛W的金屬膜電阻即可。


創意電子DIY分享


最簡單的回答:不可以!

重要的事情說三遍!這個電阻是限流!限流!限流!

當然實際應用中,做實驗,或臨時作為一種電源指示燈只要電壓在發光二極管承受範圍(一般3V以下)是可以的,也沒有發現有什麼問題。如果電路設計和量產,肯定是不符合規範的。




186245397


可以。實際中電源、迴路、LED特性(等效阻抗)等,都具有一定內阻,可以在極端選擇條件下不加另外電阻器,而滿意工作。


菩提花開L


明確的說發光二極管是可以不接電阻的,但是這裡要說明一下,這個只適合演示。具體為什麼請看其他人的回覆即可



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