אין הגבלה על המתח כשלעצמו אתה משתמש להפעלת המעגל שמניע את הדיודה. לדיודה אכפת רק ממה שהדיודה יכולה לראות, והיא לא יכולה לראות את ירידת המתח על פני הנגד המגביל הנוכחי.

עם זאת, בשלב מסוים, מה שאתה הולך לדאוג לו הוא הכוח. התפזר על פני הנגד, שהוא \ $ I ^ 2R \ $. אם אתה רוצה לשמור על הזרם קבוע במקרה של ירידה במתח המתח הנדרש, בסופו של דבר R יהיה בסופו של דבר גדול והוא יפיג יותר מדי כוח. הכוח שמריץ נגדי העופרת הציריים בטחנה יכול להתפוגג הוא 1/4 וואט. עבור זרם 20mA, פירוש הדבר להגביל את ההספק על פני הנגד ל 1/4 וואט, אינך יכול לחרוג מ- 625 אוהם, מה שאומר שאתה יכול לרדת מקסימום 12.5 וולט על פניו, ואתה תקרה בספק כוח של 14.5 וולט לנורת LED אדומה. זה גרוע יותר עבור נגדי SMD קטנים באריזה, שלעתים קרובות הם 1/8 וואט או פחות. אם אתה זקוק ליותר נפילת מתח, יהיה עליך לעבור לנגד בעל דירוג הספק גבוה יותר, אשר יכול להיות גדול פיזית, וגם יקר יותר.

מדוע המתח בפועל על פני ה- LED אינו לא ישתנה בצורה דרמטית מדי בהתחשב בבחירה נכונה של הנגד המגביל הנוכחי, דרך נוחה להסתכל על כך היא בטכניקת "קו העומס". מאת http://i.stack.imgur.com/1cUKU.png, (תמונה של תחום ציבורי מוויקימדיה):

הקו המשופע השלילי מייצג את הנגד. אם \ $ V_D = 0 \ $ יהיה \ $ V_ {DD} / R \ $ זרם דרך הנגד, ואם \ $ V_D = V_ {DD} \ $, אז אין זרם דרך הנגד (כמו אין ירידת מתח על פני הנגד). המעגל "חי" בנקודת שיווי המשקל בה קו הנגד ועקומת הדיודה מצטלבים, מכיוון שאתה חייב להיות בעל אותו זרם דרך הדיודה והנגד. שים לב ששינוי R ו- $ V_ {DD} \ $ פחות מאשר באופן דרמטי לא יזיז נקודה זו עד כמה שאתה חושב שזה עשוי מבחינת ירידת המתח הסופית על פני הדיודה, בגלל כמה תלול העקומה של הדיודה.

מטרת הנגד הסדרה היא לחנוק את הזרם דרך ה- LED. מתח קדימה של ה- LED נכנס לחישוב הנגד המגביל הנוכחי.

$$ R = \ frac {V_ {cc} - V_f} {I_f} $$

שם אין שום דבר שגוי באופן בסיסי בשימוש במתח גבוה יותר אם אתה מגדיר את הנגד המגביל הנוכחי כמתח. במקביל, תפיץ יותר כוח על ההתנגדות הנוכחית המגבילה. לכן, תזדקק לנגד בעל דירוג הספק מספיק.

באופן כללי, זרם הדיודה גדל אקספוננציאלי עם המתח:

$$ I = e ^ {cU} $$

כאשר c הוא קבוע בהתאם לגיאומטריה , סימום, טמפרטורה וכו '.

זו הסיבה שנורית LED בעלת הספק גבוה תמיד צריכה להיות מונעת על ידי זרם קבוע, ולא ממקור מתח קבוע. וריאציות זעירות ל- c (למשל שינוי טמפרטורה) או U יגרמו לשינוי מסיבי בזרם.

הנגד הסדרה פועל מכיוון שהתנגדותו בדרך כלל גבוהה בהרבה מהתנגדות ההפרש של נורית הנורית. מנקודת המבט של ה- LED, מקור המתח בתוספת הנגד מתנהג כמו מקור זרם.

האם מתח המתח חשוב, כל עוד נעשה שימוש בערך הנגד המגביל את הזרם המחושב כראוי?

לא. דיודות הן התקנים עכשוויים. יש להם ירידת מתח שכדאי לקחת בחשבון במעגל שלך, אך הם מונעים זרם וכל עוד אתה מגביל את הזרם כראוי, ומצנן את הדיודה במידת הצורך (עבור נוריות צריכת חשמל גבוהות), אז אין מגבלת מתח אספקה .

המתח בנורת LED עצמה יהיה ירידת המתח של הדיודה, שתלוי מעט בזרם דרך הדיודה, אך בעיקר בהרכב הדיודה. הפעלת מתח גדול מדי במסופי הדיודה (כלומר ללא הגבלת הזרם) תביא לזרם מעל גבול הדיודה ותפגע בנורית.

עם הגבלת הזרם המתאימה, עם זאת, תוכלו להשתמש ספק כוח של מיליון וולט להפעלת נורית LED. למרות שבאותה נקודה תצטרך לבדוק בידוד נאות בין מסופי החלקים השונים ...

ל- LED יש "מתח מקסימלי" מכיוון שהתנגדותו פוחתת באופן דרמטי - בדיוק כמו בכל דיודה אחרת - כאשר המתח הקדמי שלה גדל מעבר לברכו, ועליה זו במתח על פני ה- LED יחד עם עליית הזרם דרכו. (בגלל הירידה בהתנגדותו הקדמית) מגביר את הכוח שעל ה- LED להתפוגג וכך גם טמפרטורת ההפעלה שלו. ואז, אם הזרם דרך צומת ה- LED יורשה לעלות מעבר לדירוג המקסימלי המוחלט שלו, חייו יתקצרו ועשן הקסם יימלט במוקדם או במאוחר.

במקרה של ה- CREE XP-G שהתייחסת אליו, לקחתי את העלילה הנוכחית של מתח קדימה לעומת קדימה מגיליון הנתונים ושכפתי אותה במתח קדימה הנגזר. עלילת התנגדות קדימה של VS כמוצג להלן. די גולמי כי לא עשיתי התאמת עקומות, אבל קל לראות את השינוי העצום בהתנגדות קדימה לשינוי הקטן של 250 מיליוולט במתח קדימה מ -2.5 ל -2.75 וולט.

בגלל הרגישות הקיצונית הזו למתח ומכיוון שלא ניתן לחזות בוודאות רבה את מיקום ברך הדיודה, נוריות LED בדרך כלל אינן מונעות על ידי מתח גולמי. מקורות, אך על ידי מקורות מתח מוגבלים זרם קבוע או זרם שנועדו לעולם לא לאפשר למוצר הזרם דרך ה- LED והמתח שנפל על ידי ה- LED יעלה על דירוג ההספק של ה- LED.

עבור נוריות צריכת חשמל גבוהות ולא זולות כמו ה- XP-G, ניתן להשתמש באספקת זרם קבוע ליתרון טוב מכיוון שהוא ישמור על הזרם דרך ה- LED קבוע ללא קשר לשינויים ב- LED Vf או קלט מתח לאספקת הזרם הקבוע. אולם לרוב, נגד משמש בסדרה עם מקור מתח על מנת להגביל את הזרם דרך הנורית.

ערך הנגד נקבע על ידי חיסור ה- Vf המינימלי שצוין של ה- LED ממתח היציאה המרבי של המקור, ואז חלוקת ההבדל בזרם ה- LED הרצוי. התנגדות זו תבטיח כי "המתח המרבי" של ה- LED לעולם לא יחרוג, ואתה יכול לראות שאין מגבלה (ובכן ...) על מתח המקור המותר מכיוון שהנגד ייפטר מכל מה שה- LED לא צריך .

אני הולך לכסות את המתח ההפוך לשיא (לפעמים נתפס כמתח הפוך) של הדיודה. ה- PIV הוא המתח בו צומת הדיודה מתחיל להתקלקל כשהוא מוטה לאחור (כלומר המתח הוא לאחור). עבור רוב נוריות ה- LED הוא נמוך יחסית (5V אופייני - עשיתי חיפוש מהיר ומצאתי 3 יצרנים שונים שלכולם היה 5V). בהתאם למקור החשמל זה לא יכול להיות חשוב (סוללה במתח נמוך הופכת אותה לנקודת שואג יחסית). מקורות כוח אחרים כגון ממירי AC / DC יכולים להיות בעלי מתח גבוה עם הקוטביות ההפוכה של העיצוב למשך זמן קצר כאשר המקור או ההתקנים הנשלטים כגון ממסרים מופעלים ונכבים.
לכן כל יישום שיש לו מקור כוח. גדול מ- 5V אמור להיות בעל הגנה הפוכה על ה- LED. זו יכולה להיות דיודה מוטה הפוכה על פני ה- LED להגנה פשוטה או טכניקות מתקדמות אחרות.