Mengapa tepatnya tidak bisa menggunakan resistor tunggal untuk banyak LED paralel?

Mengapa Anda tidak dapat menggunakan resistor tunggal untuk sejumlah LED secara paralel, bukan masing-masing?

Alasan utamanya adalah karena Anda tidak dapat dengan aman menghubungkan dioda secara paralel.

Jadi ketika kita menggunakan satu resistor, kita memiliki batas arus untuk seluruh bagian dioda. Setelah itu terserah masing-masing dioda untuk mengontrol arus yang melewatinya.

Masalahnya adalah dioda dunia nyata tidak memiliki karakteristik yang sama dan oleh karena itu ada bahaya bahwa satu dioda akan mulai melakukan sedangkan yang lain tidak.

Jadi pada dasarnya Anda menginginkan ini ( buka di simulator rangkaian Paul Falstad ):

Dan Anda pada kenyataannya mendapatkan ini ( buka di simulator sirkuit Paul Falstad ):

Seperti yang Anda lihat, dalam contoh pertama, semua dioda melakukan jumlah arus yang sama dan dalam contoh kedua satu dioda melakukan sebagian besar arus sedangkan dioda lain hampir tidak melakukan apa-apa sama sekali. Contoh itu sendiri agak dilebih-lebihkan sehingga perbedaannya akan sedikit lebih jelas, tetapi dengan baik menunjukkan apa yang terjadi di dunia nyata.

Di atas ditulis dengan asumsi bahwa Anda akan memilih resistor sedemikian rupa sehingga mengatur arus sehingga arus adalah n kali arus yang Anda inginkan dalam setiap dioda di mana n adalah jumlah dioda dan bahwa arus sebenarnya lebih besar dari saat ini dioda tunggal dapat melakukan dengan aman. Apa yang kemudian terjadi adalah bahwa dioda dengan tegangan maju terendah akan melakukan sebagian besar arus dan akan cepat aus. Setelah mati (jika mati sebagai sirkuit terbuka) dioda dengan tegangan maju terendah berikutnya akan melakukan sebagian besar arus dan akan mati lebih cepat daripada dioda pertama dan seterusnya sampai Anda kehabisan dioda.

Satu kasus yang bisa saya pikirkan di mana Anda dapat menggunakan resistor yang menyalakan beberapa dioda adalah jika arus maksimum melalui resistor cukup kecil sehingga satu dioda dapat bekerja dengan arus penuh. Dengan cara ini dioda tidak akan mati, tapi saya sendiri belum bereksperimen dengan itu jadi saya tidak bisa mengomentari betapa baiknya ide itu.

Oke, mari kita lakukan perhitungan.

Model yang disederhanakan untuk LED adalah sumber tegangan tetap secara seri dengan resistor kecil. Mari kita pilih LED ini dari Kingbright.

$\Omega$

$\Omega$ $\cdot$

$R = \dfrac{5V - 2V}{2 \cdot 20mA} = 75 \Omega$

Itu jika kedua LED sama. Sekarang anggaplah ada sedikit perbedaan antara LED, dan bahwa 1.9V untuk LED kedua sebenarnya 1.92V, hanya perbedaan 1%.

$V_L$$I_R$$\Omega$

$I_R = \dfrac{5V - V_L}{75 \Omega}$

Arus melalui LED pertama:

$I_1 = \dfrac{V_L - 1.9V}{5 \Omega}$

dan, juga untuk LED 2:

$I_2 = \dfrac{V_L - 1.92V}{5 \Omega}$

$I_R = I_1 + I_2$

$\dfrac{5V - V_L}{75 \Omega} = \dfrac{V_L - 1.9V}{5 \Omega} + \dfrac{V_L - 1.92V}{5 \Omega}$

$V_L$

$I_1 = 21.94 mA$$I_2 = 17.94 mA$

kesimpulan

Hanya perbedaan terkecil dalam tegangan LED (1%) yang menghasilkan perbedaan 18% pada arus LED. IRL perbedaannya mungkin lebih besar dan mungkin ada perbedaan kecerahan yang terlihat. Efeknya akan lebih buruk untuk resistensi internal yang lebih rendah.

Lihat jawaban terinci saya di sini

Saat ini akan dibagi duet tidak merata untuk menyebar dalam karakteristik LED.

Mereka yang menggambar lebih banyak dari bagian mereka akan menjadi lebih panas dan lebih menarik.

Mereka yang menarik kurang dari bagian mereka akan menjadi lebih dingin dan menggambar lebih sedikit.

Jika Anda telah mengatakan 10 LED dan Anda menghubungkannya secara paralel dan mengendarainya dengan satu LED pada tingkat arus terukur untuk semua 10 maka:

• Dengan LED berbiaya rendah, pencocokan Vf / Jika cukup buruk sehingga LED Vf terendah dapat menarik 2 atau 3 atau 4 kali nilai arusnya.

• LED saat ini akan mati dengan cepat.

• Sekarang ada 9 LED untuk membagikan arus yang cukup untuk 10. Arus AVERAGE adalah 110%. LED Vf terendah lagi akan kelebihan beban dan gagal tetapi kali ini akan terjadi lebih cepat karena ada lebih banyak saat ini tersedia per LED.

• Selanjutnya ... :-) - reaksi berantai.

Lihatlah obor multi-LED Asia * murah khas.
Perhatikan LED yang paling terang. Operasikan obor sebentar kemudian amati kembali.
Setelah tidak terlalu lama, LED paling terang akan redup atau mati.
Perhatikan LED paling terang ...

• Saya mengatakan "Asia murah" karena kebanyakan obor multi-LED berasal dari Cina dan sebagian besar berbiaya rendah sehingga harganya sulit dikalahkan. Mereka sebagian besar membangun untuk "apa yang akan ditanggung pasar" dan pasar akan menanggung sampah. Lampu LED dari negara lain dengan banyak LED ATAU lampu buatan China dengan biaya desain yang tepat lebih dan kurang populer. Ada alasan untuk biaya tambahan.

LED secara seri (2 kelompok).
Drive arus konstan.
Biaya lebih banyak.

Itu akan bekerja jika semua LED memiliki karakteristik yang identik. Sayangnya, bukan itu masalahnya. dan mereka akan memiliki arus berbeda yang mengalir melalui mereka. Beberapa LED dalam seri dapat memiliki resistor pembatas arus tunggal, tentu saja.

TLDR;

Jika resistor membatasi arus hingga 15 ma, maka karena setiap LED dihidupkan, arus akan dibagikan dan dikurangi, artinya mereka akan menjadi lebih redup karena lebih banyak yang dinyalakan.

Yah ini tidak SANGAT benar.

Saya sering menggunakan papan tempat memotong roti dengan 8 LED untuk debugging tertanam. Perbedaannya adalah bahwa sementara saya DO memiliki semua 8 LED terhubung ke tanah melalui resistor tunggal (Itu lebih cepat untuk mengetuk PCB dengan cara ini), saat ini dipasok dari pin mikrokontroler yang terpisah. Tergantung pada apa yang Anda maksud dengan 'paralel', saya kira!