Wie wird der Strom mit zwei parallelen LEDs aufgeteilt?

Ich habe zwei LEDs parallel zu unterschiedlichen Durchlassspannungen und möchte wissen, wie viel Strom durch jede von ihnen fließt. Sie haben einen Vorwiderstand angeschlossen, bevor sie geteilt werden. Wie so:

Da LEDs nicht dem Ohmschen Gesetz folgen, bin ich mir nicht sicher, wie ich den Strom durch jede LED berechnen soll. Ich dachte, ich sollte die LEDs wie Spannungsquellen behandeln und KVL-Schleifen anlegen, aber ich stecke immer noch fest.

Wenn zwei LEDs mit unterschiedlichen Durchlassspannungen wie gezeigt angeschlossen sind , lässt die LED mit dem höheren V _f für idealisierte elektronische Teile keinen Strom durch und leuchtet überhaupt nicht auf. Die LED mit dem unteren V _f leuchtet als einzige auf.

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

Um dies besser zu verstehen, beachten Sie, dass das Voltmeter wie oben gezeigt 2,4 Volt anzeigt, die Durchlassspannung von LED1, und dass dies nicht ausreicht, um LED2 zu leuchten.

Um den aus der Batterie entnommenen Strom zu berechnen (erstes Diagramm in der Frage), muss der Spannungsabfall über dem 100-Ohm-Widerstand, der diesen Strom durchlässt, der Differenz zwischen der Versorgung (5 Volt) und _Vf (2,4 Volt) entsprechen:

LED1 wird also ebenfalls von 26 mA durchströmt, und LED2 hat 0 mA .

Bei Verwendung realer Komponenten unterscheidet sich das Verhalten geringfügig. Beachten Sie das VI-Diagramm für diese blaue 2,7-Volt-LED :

Obwohl das Datenblatt eine Durchlassspannung von 2,7 (typisch) bis 3,6 Volt angibt, beträgt der tatsächliche Strom, der bei 2,4 Volt zulässig ist (siehe rote Linie), in der Grafik knapp 1 mA. Natürlich ist der Graph eine Annäherung. Sogar zwei LEDs aus derselben Produktionscharge weisen geringfügig unterschiedliche tatsächliche VI-Kurven auf, wobei durch Temperaturschwankungen ein weiterer Satz von Variablen hinzugefügt wird.

Wie dem auch sei, dieser ~ 1 mA Strom durch LED2 reduziert den von LED1 aufgenommenen Strom um ungefähr den gleichen Betrag, wenn man die Dinge etwas vereinfachen würde. Die genauen Ströme durch die beiden LEDs können aufgrund der Umgebungs- und Herstellungsvariablen, die die verschiedenen Teile beeinflussen, nur experimentell bestimmt werden.

Wenn die beiden LEDs absolut perfekt aufeinander abgestimmt wären, könnten sie denselben Widerstand teilen. Da sie in der VI-Charakteristik nicht perfekt übereinstimmen, erscheint eine möglicherweise etwas heller als die andere, da sie dazu neigt, mehr Strom zu verbrauchen.

Um dies zu vermeiden, wird es normalerweise als vorzuziehen angesehen, für jede LED einen Widerstand zu verwenden. Trotzdem erscheinen einige LEDs nur heller, aber (statistisch) weniger, als wenn alle LEDs einen Widerstand gemeinsam haben.

Oft enthalten die technischen Datenblätter IV-Diagramme. Sie können sich ein Bild machen, indem Sie die Spannung anpassen, die Ströme addieren und einige aufeinanderfolgende Annäherungen vornehmen. Wenn die LEDs beispielsweise unterschiedliche Farben haben, haben sie signifikant unterschiedliche Durchlassspannungen, und die LED mit höherer Wahl (normalerweise kürzere Wellenlänge) ist so gut wie ausgeschaltet.

Im Allgemeinen müssen Sie ein Gleichungssystem lösen:

wobei f1 und f2 Funktionen sind, die die jeweiligen IV-Eigenschaften der LEDs ausdrücken. Sie können eine ungefähre Lösung anhand der Diagramme finden oder, wenn Sie interessiert sind, ein mathematisches Modell verwenden (z. B. siehe Artikel zur Diodenmodellierung in Wikipedia ) und eine symbolische Lösung oder eine ungefähre numerische Lösung finden, indem Sie im Wesentlichen dieselbe sukzessive Näherung verwenden Methode wie bei den Plots.

Praktischer gesagt, Sie müssen separate Vorschaltgerätewiderstände verwenden, wenn beide LEDs funktionieren sollen. Möglicherweise können Sie LED1 (2,4 V) auch über einen kleinen Vorschaltwiderstand von LED2 abspeisen, insbesondere wenn LED2 eine Hochleistungsdiode mit hoher Britizität ist.

Die "Betrüger" -Antwort besteht darin, einen niederohmigen Widerstand (z. B. 1 Ohm) mit jeder LED in Reihe zu schalten, die Spannung an jeder LED zu messen und die relativen Ströme mit dem guten alten Ohmschen Gesetz zu berechnen.

In den frühen 80ern machte ich eine Erfindung, die auf dieser "schlechten" Idee basierte - eine 3-LED-Nullspannungsanzeige. Es ist interessant zu sehen, wie es funktioniert. Die LED 1 war grün (VF = 2,5 V), während LED 5 und LED 7 - rot (VF = 1,5 V). Der Basiswiderstand 8 kann weggelassen werden; Das Verhältnis zwischen den Widerständen 2 und 3 kann geändert werden, ihre Summe sollte jedoch konstant gehalten werden.

Bei Verwendung der obigen Schaltung müssen Sie drei Werte kennen, um den aktuellen Wert zu bestimmen.

• $R$
• $V_f$
• $V_s$

Wenn Sie diese drei Werte erhalten haben, fügen Sie sie in diese Gleichung ein, um den Strom zu bestimmen: