Warum leuchtet die LED trotz Versorgungsspannung < Durchlassspannung

Sie haben Recht - die Durchlassspannung hängt vom Durchlassstrom ab.

Die Durchlassspannung, die Sie in der Tabelle mit typischen Werten sehen, ist für einen Strom von 20 mA, was zu hoch ist, wenn alle 3 Farben gleichzeitig verwendet werden (Fußnote zwei in der Tabelle mit den absoluten Nennwerten auf Seite 3 - 15 mA ist dabei das Maximum Fall).

Wenn Sie sich Diagramm 2 im Datenblatt ansehen , können Sie den Zusammenhang zwischen Durchlassspannung und Durchlassstrom erkennen. Was Sie hier sehen, ist, dass bei einer Durchlassspannung von 3,3 V ein Durchlassstrom von 20 mA zu erwarten ist. Bei 3V wären es 8mA. Ein höherer Widerstandswert macht dies nicht zuverlässiger, sondern macht die LED nur dunkler. Sie möchten den Widerstand so klein wie möglich haben.

Der Widerstand sollte nur groß genug sein, um die Vorwärtsspannung bei einem Strom von 15 mA auf etwa 3,1 V zu senken - dies würde einen Wert von etwa 13,3 Ohm bedeuten (der für die rote LED muss jedoch größer sein).

Ob diese LED für Sie nutzbar ist, hängt von der Helligkeit ab, die Sie benötigen. Wenn Sie es nicht brauchen, um voll zu leuchten (oder Sie eine Version mit höherer Intensität verwenden, siehe Seite 4), würde es funktionieren. Wenn Sie sicher sein wollen, dass Sie die volle Intensität nutzen können, müssen Sie eine andere verwenden. Olin hat Recht - die Variation zwischen Chargen kann auch bedeuten, dass einige heller sind als andere. Um eine gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten, müssen Sie den Stromfluss durch die LEDs steuern.

"Typisch" in Datenblättern bedeutet nichts Nützliches. Das sind meistens Marketingzahlen und in der Regel Verkäufer, die versuchen, sich gut zu machen.

Was zählt, sind die Mindest- und Höchstwerte. Es ist nicht verwunderlich, dass eine LED, die bei vollem Betriebsstrom typischerweise 3,6 V hat, bei 3,3 V etwas aufleuchten würde. Der Strom ist wahrscheinlich erheblich geringer als der volle Strom, aber einige LEDs sind so hell, dass sie immer noch gut sichtbar sind Ihre Bank bei einem kleinen Bruchteil des maximalen Stroms.

Nein, diese Modell-LED leuchtet ab 3,3 Volt nicht zuverlässig. Sie haben eine gefunden, die dies tat, und die nächsten 1000 erhalten Sie möglicherweise auch, aber die nächsten 10000 danach sind möglicherweise zu dunkel. Sofern das Datenblatt nicht explizit sagt, was man bei 3,3 V bekommt, muss man davon ausgehen, dass es keine Garantie gibt. In Wirklichkeit erhalten Sie wahrscheinlich etwas Licht bei 3,3 V, aber die Menge dieses Lichts kann leicht von Teil zu Teil stark variieren.

LEDs sind keine idealen Dioden, daher ist der "Einschaltpunkt" (Vf) kein perfekt scharfer Übergang. Wenn wir uns die IV-Kurve für eine typische LED ansehen, können wir Folgendes sehen:

Der Vf wird oft bei z. B. 20 mA gemessen (einige Datenblätter geben ein paar Vfs bei unterschiedlichen Strömen an).

Daraus können wir erkennen, dass es schwierig ist, eine LED durch Ändern der Spannung an ihr zu steuern, sodass für die beste Steuerung ein Konstantstromtreiber benötigt wird. Sie können viele ICs kaufen, die für diese Aufgabe bestimmt sind, oder Sie können Ihre eigene einfache Quelle rollen.
Wenn bei einem Konstantstromtreiber die LEDs Vf variieren (Prozess, Temperatur usw.), kompensiert der Treiber, um den Strom konstant zu halten, also ist dies der Weg, Dinge zu tun, wenn Sie möchten, dass der Strom unabhängig von der Teilevariabilität genau ist (Hinweis die Helligkeit an XmA kann jedoch unterschiedlich sein, da dies auch variiert)

Treiben von LEDs mit einer Versorgungsspannung über, unter oder über/unter Ihrer Ausgangsspannung

Es gibt verschiedene Arten von LED-Treibern – einige sind nur einfache Konstantstrombegrenzer, andere verwenden eine Aufwärts- (oder Abwärts-) Topologie oder Ladungspumpe, um einen größeren Compliance-Bereich für den Konstantstrom bereitzustellen.

Einfacher Konstantstromtreiber:

Ein einfacher Konstantstromtreiber verliert die Regelung, wenn sich die Spannung der Versorgungsspannung nähert (aufgrund des Abfalls über dem Begrenzungselement). Dies wird im Datenblatt angegeben (siehe niedrigster Versorgungsaufwand in diesem Beispiel, Teil Datenblatt , S. 10).

Boost-LED-Treiber

Ein LED-Treiber, der eine Boost-Topologie verwendet (genau wie ein Schaltregler, aber auf Konstantstrom statt Spannung eingestellt ist), liefert immer noch einen Konstantstrom, erhöht jedoch seine Spannung über den Versorgungsbereich, um das Ansteuern von LEDs in Reihe mit einer Gesamt-Vf zu ermöglichen oberhalb der Versorgungsspannung:

SEPIC-, Buck-Boost-, Cuk-LED-Treiber

Okay, was ist also, wenn Ihre Eingangsspannung über und unter der Ausgangsspannung schwankt? Ein typischer Fall könnte die Verwendung eines Li-Ion-Akkus sein, der zwischen ~4,3 V und ~2,7 V variieren kann und ein Ausgang von 3 V erforderlich ist, um den gewünschten Strom durch die LEDs zu treiben.
In diesem Fall verwenden wir entweder einen SEPIC-, Buck-Boost- oder Cuk-Treiber. Alle können hier dasselbe tun, haben aber unterschiedliche Topologien (warum Sie eine über der anderen auswählen würden, ist weitere Lektüre, die Sie vielleicht tun möchten - viele Bücher / App-Notizen da draußen ...)

Wie auch immer, hier ist ein Beispiel für eine SEPIC-Schaltung mit dem LM3410 :

Und hier ist eine Tabelle der Effizienz bei Eingangsspannung über und unter der Ausgangsspannung, Sie können sehen, dass die Regulierung des LED-Stroms perfekt aufrechterhalten wird:

(Ich bin auch verwirrt, warum sie den Vorwärtsstrom auf die Y-Achse anstelle von X setzen, da man hier den Strom variieren würde).

Mir wurde gesagt, dass eine Diode abhängig vom Spannungsabfall über den Pins leitet. Deshalb hängt der Strom, der fließen kann, direkt mit dem Spannungsabfall über der Diode (oder LED) zusammen. Deshalb ist die Spannung die X-Achse und der Strom die Y-Achse.