Como é dividida a corrente com dois LEDs paralelos?

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Eu tenho dois LEDs em paralelo com tensões diretas diferentes e quero saber quanta corrente flui através de cada um deles. Eles têm um resistor em série conectado antes de serem divididos. Igual a:

insira a descrição da imagem aqui

Como os LEDs não seguem a lei de Ohm, não sei como calcular a corrente em cada LED. Eu pensei que deveria tratar os LEDs como fontes de tensão e aplicar loops KVL, mas ainda estou preso.

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led circuit-analysis

— tgun926
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Se você está fazendo isso como uma pergunta prática (ou seja, deseja construir este circuito), deve sempre dar a cada LED seu próprio resistor limitador de corrente. Como o @Andy aka mencionado, eles não serão perfeitamente compatíveis e você provavelmente acabará queimando um dos LEDs.

— Hari Ganti

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tópico relacionado: Os diodos paralelos são uma má idéia?

— Nick Alexeev

O que todos eles disseram - E / MAS. Os LEDs têm uma curva de tensão / corrente exponencial (modificada) que é mostrada na folha de dados por todos os bons fabricantes (e alguns ruins). Os LEDs NÃO possuem um consumo de corrente fixo - isso varia com a tensão. Quando você coloca dois LEDs com curvas Vf / If diferentes em paralelo, eles se estabilizam em um ponto em que a queda do resistor produz uma tensão na qual a soma da corrente do LED resulta na tensão fornecida pelo LED. Embora isso seja trivialmente óbvio, também é (quase) profundo :-). ...

— Russell McMahon

.... O sistema é dinâmico. Você PODE modelá-lo, mas provavelmente mais fácil e quase sempre bom o suficiente é uma pequena iteração usando as curvas VI para cada LED. Você pode calcular facilmente o V_LED fornecido com uma determinada corrente de: [V_LEDS = Vsupply - I_LEDS x Rseries]. Conecte vários V_LEDS nas duas curvas VI até que as correntes correspondam ao que a fórmula acima fornece. Leva um minuto ou alguns.

— Russell McMahon

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Se dois LEDs com tensões diretas diferentes estiverem conectados, como mostrado, então, para peças eletrônicas idealizadas , o LED com _Vf mais alto não permitirá corrente através dele e nem acenderá. O LED com _Vf inferior será o único aceso.

esquemático

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

Para entender melhor, observe que o voltímetro, como mostrado acima, exibirá 2,4 Volts, a voltagem direta do LED1 e isso é insuficiente para acender o LED2.

Para calcular a corrente consumida pela bateria (primeiro diagrama da pergunta), a queda de tensão no resistor de 100 Ohm que passa pela referida corrente deve ser igual à diferença entre a alimentação (5 Volts) e V _f (2,4 Volts):

I = \frac{V}{R} = \frac{5.0 - 2.4}{100} = 0.026 A = 26 m A

$I = \frac{V}{R} = \frac{5.0 - 2.4}{100} = 0.026 A = 26 mA$

Assim, o LED1 também terá 26 mA fluindo através dele e o LED2 terá 0 mA .

Ao usar componentes do mundo real, o comportamento é marginalmente diferente. Observe o gráfico VI deste LED azul de 2,7 Volts :

Curva VI para LED

Mesmo que a folha de dados indique uma voltagem direta de 2,7 (típica) a 3,6 Volts, a corrente real que ela permitirá em 2,4 Volts, mostrada pela linha vermelha, está logo abaixo de 1 mA seguindo o gráfico. Obviamente, o gráfico é uma aproximação. Mesmo dois LEDs do mesmo lote de produção terão curvas VI reais ligeiramente diferentes, com a variação de temperatura adicionando mais um conjunto de variáveis.

Seja como for, essa corrente de ~ 1 mA através do LED2 reduzirá a corrente consumida pelo LED1 em aproximadamente a mesma quantidade, se for para simplificar um pouco as coisas. As correntes exatas através dos dois LEDs só podem ser determinadas experimentalmente, devido às variáveis ambientais e de fabricação que afetam as várias partes.

— Anindo Ghosh
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Não tenho certeza se chamaria a diferença entre 0 e 1ma de "marginalmente", 1mA é suficiente para obter luz perceptível na maioria dos LEDs.

— Peter Green

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Se os dois LEDs correspondessem perfeitamente perfeitamente, eles poderiam compartilhar o mesmo resistor. Como eles não são perfeitamente compatíveis com a característica VI, um pode parecer um pouco mais brilhante que o outro, porque tenderá a consumir mais da corrente.

Para evitar isso, geralmente é preferível usar um resistor para cada LED, mas, apesar disso, alguns LEDs parecerão mais brilhantes, mas (estatisticamente) menos do que se todos os LEDs compartilhassem um resistor.

— Andy aka
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NOTA: LED (e diodos, de BJT) têm um coeficiente de temperatura negativo para que o problema adicional com um único resistor queimadura é fuga térmica (mais uma preocupação para a maior potência LED)

— JonRB

Como alguns CIs de driver se dão bem com o uso de um único resistor com um valor de resistência relativamente alto (em comparação com ~ 200Ohm típico), superior a 10k, para limitar a corrente para todos os LEDs?

— precisa saber é o seguinte

@sherrellbc: Os ICs do driver que você refere para usar o resistor para controlar fontes de corrente internas e terão uma fonte de corrente para cada saída de LED.

— Peter Bennett

Costumo trabalhar no pressuposto de que, para indicadores "idênticos", você pode se safar com um resistor compartilhado (entre 2 LEDs), mas para iluminação (onde deseja corrente quase máxima), não é possível. Para os indicadores, assuma LEDs que podem funcionar a 20mA máx. Escolha um resistor para fornecer 10mA por LED. Se um LED desaparecer em uma nuvem de fumaça, o sobrevivente ainda está dentro das especificações, também a corrente inicial é baixa o suficiente para reduzir o autoaquecimento significativo. No entanto, se você estiver projetando uma placa, não adianta pular nos resistores.

— Chris H

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Muitas vezes, as folhas de especificações contêm gráficos IV, você pode ter uma idéia combinando a tensão, adicionando as correntes e fazendo algumas aproximações sucessivas. Se os LEDs forem de cores diferentes, por exemplo, eles terão tensões diretas significativamente diferentes, e o LED de maior votação (geralmente comprimento de onda mais curto) ficará praticamente apagado.

Em geral, você precisará resolver um sistema de equações:

V_{s u p p l y} = R_{1} (I_{l e d 1} + I_{l e d 2}) + V_{l e d}

$V_{supply} = R_1(I_{led1}+I_{led2}) + V_{led}$

I_{l e d 1} = f_{1} (V_{l e d})

$I_{led1} = f_{1}(V_{led})$

I_{l e d 2} = f_{2} (V_{l e d})

$I_{led2} = f_{2}(V_{led})$

onde f1 e f2 são funções que expressam as respectivas características IV dos LEDs. Você pode encontrar uma solução aproximada usando os gráficos ou, se estiver interessado, pode usar um modelo matemático (por exemplo, consulte o artigo sobre modelagem de diodos na Wikipedia ) e encontrar uma solução simbólica ou uma solução numérica aproximada, usando essencialmente a mesma aproximação sucessiva como faria com os gráficos.

Em uma nota mais prática, você precisa usar resistores de lastro separados se quiser que os dois LEDs funcionem. Você também pode alimentar o LED1 (2,4V) do LED2 através de um pequeno resistor de lastro, especialmente se o LED2 for um diodo de alta resistência e alta corrente.

— biggvsdiccvs
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A resposta do "trapaceiro" é colocar um resistor de baixo ohm (por exemplo, 1 ohm) em série com cada led, medir a tensão em cada um e calcular as correntes relativas com a boa e velha lei de Ohms.

— user51520
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+1 não porque respondeu bem à pergunta (não o fez), MAS fazer isso aumentará bastante o consumo de corrente do LED.

— Russell McMahon

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No início dos anos 80, inventei essa idéia "ruim" - um indicador de tensão zero de 3 LEDs. É interessante ver como funciona. O LED 1 estava verde (VF = 2,5 V) enquanto o LED 5 e o LED 7 - vermelho (VF = 1,5 V). O resistor de base 8 pode ser omitido; a relação entre as resistências 2 e 3 pode ser alterada, mas sua soma deve ser mantida constante.

Indicador LED de tensão zero

— Circuit fantasist
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Usando o circuito acima, você precisará conhecer três valores para determinar o valor atual.

$R$ = Resistor
$V_f$ = queda de tensão direta do LED em Volts (encontrada na folha de dados do LED)
$V_s$ = tensão de alimentação

Depois de obter esses três valores, conecte-os a esta equação para determinar a corrente:

I = \frac{V_{s} - V_{f}}{R}

$I = \frac{V_s-V_f}{R}$

— Deepak Kumar
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