¿Cuándo y por qué los LED requieren resistencias limitantes de corriente?

Si está trabajando en cualquier circuito relacionado con LED, es posible que haya visto consejos o alertas para emplear siempre una resistencia limitante actual.
Desde el tipo de bricolaje principiante hasta los que diseñan y construyenIluminación LEDCuadros de circuitos, hemos creado esta guía para ayudar a todos a comprender completamente cuándo, por qué y cómo elegir la resistencia limitante de corriente adecuada.

Diseñar un circuito alrededor de los componentes de semiconductores pasivos como LED requiere el conocimiento de la curva IV (corriente vs voltaje), como con cualquier otro componente de este tipo.
Por supuesto, unCONDUJOes básicamente un diodo con una curva IV no lineal. Dicho de otra manera, la correlación entre el voltaje de entrada y la corriente de entrada no sigue una ruta lineal.
Por ejemplo, considere la corriente de reenvío a 2.7 V-Roughly 20 mA. El aumento del voltaje a 2.8 V por 0.1 V hace que la corriente hacia adelante aumente en aproximadamente 30 mA a 50 mA. La corriente hacia adelante aumenta en 35 mA a 85 mA si luego la elevamos a 2.9 V por otro 0.1 V.
La tasa de aumento de la corriente hacia adelante también aumenta a medida que aumenta el voltaje. Pequeñas variaciones en el voltaje directo pueden conducir a variaciones de corriente hacia adelante extremadamente grandes.
Por lo tanto, los controladores LED de corriente constantes son la mejor manera de impulsar los LED, ya que se ejecutan a una corriente y cambian su voltaje de salida para que coincida con él, lo que garantiza la estabilidad de la corriente hacia adelante. No se requiere una resistencia limitante de corriente bajo entrada de corriente constante.
Si está ejecutando fuentes de energía de voltaje constante, ¿qué debe hacer?
Por otro lado, las fuentes de energía actuales constantes a menudo son más costosas y menos adaptables. Casi todos los productos de tiras LED y otros módulos se ejecutan así con entrada de voltaje constante.
Se fijó en su nivel de voltaje de salida, los suministros de voltaje constante pueden generar cualquier grado de corriente de salida entre 0 mA y su máximo nominal, lo que puede estar por encima del máximo nominal para los LED y el sistema LED.
Sin embargo, como señalamos antes, las entradas de potencia de voltaje constantes requieren más modificación para usarse de manera segura con los sistemas LED debido a la conexión no lineal entre la corriente hacia adelante y el voltaje hacia adelante, por las siguientes razones:
El voltaje delantero LED no siempre corresponde al del nivel de voltaje de la fuente de alimentación. Por ejemplo, dependiendo de la misma especificación LED que se indicó anteriormente, si tiene una fuente de alimentación de voltaje constante de 3.0 V, la corriente de avance también se limitará a 135 mA.
Usando la misma fuente de energía, ¿qué pasa si deseamos operar elCONDUJOa 20 ma? El LED solo requerirá 2.7 V, no 3.0 V., pero dado que la mayoría de las unidades de fuente de alimentación carecen de una opción de salida de voltaje variable, la unidad de fuente de alimentación por sí solo no puede producir 2.7 V en el LED.

La solución es poner una resistencia en serie con el LED y dejar que "desplegue" el voltaje al LED por 0.3 V.
¿Cómo podemos determinar el valor de la resistencia? Usando la Ley de Ohm, que dice V=IR, reemplazamos V con 0.3V (la caída de voltaje) e I con 0.02A (corriente delantera deseada). Resolver para R nos da 15 ohmios.
Se pueden hacer cálculos similares independientemente de los voltajes involucrados por caso,Tiras LED de 12V y 24 V.
Las variaciones en el voltaje delantero LED son inevitables en la configuración de producción en masa y conducen a varios contenedores de voltaje. Idealmente, los LED de cada contenedor de voltaje tienen un emparejamiento de valor de resistencia diferente calculado para garantizar el mismo sorteo de corriente hacia adelante, independientemente del contenedor de voltaje LED. De lo contrario, mayores diferencias en el dibujo de la corriente hacia adelante y, por lo tanto, el brillo podría ocurrir.
Cada una de las líneas anteriores denota un contenedor de voltaje distinto. Se deben utilizar diferentes requisitos de resistencia para obtener varios voltajes avanzados necesarios para alcanzar los mismos 60 mA para todos los contenedores LED.

Como observamos, los LED exhiben una correlación no lineal entre la corriente delantera y el voltaje directo. En consecuencia, un pequeño aumento en el voltaje podría causar un gran aumento en la corriente directa, lo que podría causar una falla de sobrecorriente y del dispositivo.
A diferencia de los diodos, las resistencias tienen una relación lineal entre el voltaje directo y la corriente directa (como lo indica la ley de Ohm).
Entonces, independientemente del nivel de voltaje, un aumento en el voltaje directo causará el mismo aumento proporcional en la corriente hacia adelante. Cuando se incluye en un circuito LED, esta característica de las resistencias puede ayudar a compensar las consecuencias de un voltaje ascendente.

Una fuente de alimentación no estable con ruido o ondulación notable es la primera opción. Si la fuente de alimentación de voltaje constante genera corriente de CC no estable, voltaje directo y pico intermitente, y las resistencias limitantes de corriente ayudarán a controlar un pico de corriente directa relacionada.
El segundo, más consistente y generalizado es una característica de los propios dispositivos LED.
Si mantenemos constante de corriente hacia adelante, el voltaje delantero de un LED cae a medida que se calienta. Las hojas de datos LED a menudo muestran esto en la siguiente temperatura frente a la tabla de cambio de voltaje hacia adelante:
Diseñar un circuito de corriente constante se beneficia de este conocimiento, ya que nos informa del rango real de voltajes directos que podríamos observar en un sistema. Pero reafirmemos la misma idea desde un punto de vista de voltaje constante:
Si mantenemos constante de voltaje hacia adelante, la corriente delantera de un LED aumenta a medida que se calienta.
En primer lugar, la disipación de potencia total de un LED determina su producción de calor. Por lo tanto, la realidad de que la corriente delantera crece a medida que aumenta su temperatura es posiblemente desastrosa ya que la mayor corriente de avance elevará la temperatura de un LED aún más, lo que elevará su corriente hacia adelante aún más en un circuito de retroalimentación positiva. En el mejor de los casos, esto se llama fugitivo térmico de un sistema LED, que causará fallas desastrosas y tal vez fuego y humo.
Por medio de su curva IV lineal, una resistencia limitante de corriente ayuda a compensar el impacto de los voltajes ascendentes. Además, en relación con su temperatura, las resistencias actúan opuesta a la deLED; A medida que aumenta la temperatura, la resistencia también aumenta.
Algunas personas han llamado a las resistencias utilizadas de esta manera una resistencia de lastre debido a esta característica directa pero útil.

Al ser inherentemente controlados por la corriente, los dispositivos LED no reaccionan bien a los cambios de voltaje.
Construyendo unSistema LEDEl uso de fuentes de potencia de voltaje constante significa que debe estar listo para usar resistencias limitantes de corriente para garantizar un funcionamiento seguro y estable de los dispositivos LED.

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