Warum leuchtet die LED trotz Versorgungsspannung <Durchlassspannung auf?

Ich habe eine LED, die eine typische Durchlassspannung von 3,5 V und eine maximale Durchlassspannung von 3,9 V angegeben hat.

Ich habe 3,3 V mit einem 300 Ohm Widerstand in Reihe angelegt. Warum leuchtete es auf?

Ich frage mich, ob ich diese LED als zuverlässige Wahl für mein Design auswählen kann (das, wie bereits erwähnt, auf der ganzen Linie mit 3,3 V versorgt wird).

Mein Denken:

Das LED-Datenblatt enthält eine Kurve der Durchlassspannung gegenüber dem Strom (ich bin auch verwirrt, warum sie den Durchlassstrom auf die Y-Achse anstelle von X legen, da der Strom hier variieren würde). Auf jeden Fall zeigt die Kurve eine Abnahme der Durchlassspannung bei kleineren Strömen; Vielleicht ist das die Erklärung?

Hier ist das herunterladbare PDF-Datenblatt für diese LED (es ist eine dreifarbige LED und in dieser Frage habe ich mich auf die Spezifikationen für Blau und Grün bezogen).

Sie haben Recht - die Durchlassspannung hängt vom Durchlassstrom ab.

Die Durchlassspannung, die Sie in der Tabelle der typischen Werte sehen, gilt für einen Strom von 20 mA, was zu hoch ist, wenn alle drei Farben gleichzeitig verwendet werden (Fußnote zwei in der Tabelle der absoluten Nennwerte auf Seite 3 - 15 mA ist das Maximum dafür Fall).

Wenn Sie sich Diagramm 2 im Datenblatt ansehen , sehen Sie die Beziehung zwischen Durchlassspannung und Durchlassstrom. Was Sie hier sehen, ist, dass für eine Durchlassspannung von 3,3 V ein Durchlassstrom von 20 mA erwartet werden kann. Mit 3V wären es 8mA. Ein höherer Widerstandswert macht dies nicht zuverlässiger, sondern nur die LED dunkler. Sie möchten den Widerstand so klein wie möglich halten.

Der Widerstand sollte nur groß genug sein, um die Durchlassspannung bei einem Strom von 15 mA auf etwa 3,1 V abzusenken - dies würde einen Wert von etwa 13,3 Ohm bedeuten (der Wert für die rote LED muss jedoch größer sein).

Ob diese LED für Sie verwendbar ist, hängt von der benötigten Helligkeit ab. Wenn Sie es nicht benötigen, um vollständig zu leuchten (oder wenn Sie eine Version mit höherer Intensität verwenden, siehe Seite 4), würde es funktionieren. Wenn Sie sicher sein möchten, dass Sie die volle Intensität nutzen können, müssen Sie eine andere verwenden. Olin hat recht - die Variation zwischen den Chargen kann auch bedeuten, dass einige heller sind als andere. Um eine gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten, müssen Sie den durch die LEDs fließenden Strom steuern.

"Typisch" in Datenblättern bedeutet nichts Nützliches. Dies sind meistens Marketingzahlen und normalerweise Anbieter, die versuchen, sich gut aussehen zu lassen.

Die Min- und Max-Spezifikationen sind wichtig. Es ist nicht überraschend, dass eine LED, die normalerweise bei vollem Betriebsstrom 3,6 V anliegt, bei 3,3 V etwas aufleuchtet. Der Strom ist wahrscheinlich erheblich geringer als der volle Strom, aber einige LEDs sind so hell, dass sie immer noch gut sichtbar sind Ihre Bank bei einem kleinen Bruchteil des maximalen Stroms.

Nein, diese Modell-LED leuchtet ab 3,3 Volt nicht zuverlässig. Sie haben eine gefunden, die dies tat, und die nächsten 1000, die Sie erhalten, könnten auch, aber die nächsten 10000 danach könnten zu dunkel sein. Sofern auf dem Datenblatt nicht ausdrücklich angegeben ist, was Sie bei 3,3 V erhalten, müssen Sie davon ausgehen, dass keine Garantie besteht. In der Realität werden Sie wahrscheinlich etwas Licht bei 3,3 V erhalten, aber die Menge dieses Lichts kann leicht von Teil zu Teil stark variieren.

LEDs sind keine idealen Dioden, daher ist der Einschaltpunkt (Vf) kein perfekt scharfer Übergang. Wenn wir uns die IV-Kurve für eine typische LED ansehen, können wir Folgendes sehen:

Der Vf wird oft bei zB 20 mA genommen (einige Datenblätter geben ein paar Vfs bei unterschiedlichen Strömen an).

Daraus können wir ersehen, dass es schwierig ist, eine LED durch Ändern der Spannung an ihr zu steuern. Für die beste Steuerung wird daher ein Konstantstromtreiber benötigt. Sie können viele ICs kaufen, die dieser Aufgabe gewidmet sind, oder Sie können Ihre eigene einfache Quelle rollen.
Wenn bei einem Konstantstromtreiber die LEDs Vf variieren (Prozess, Temperatur usw.), kompensiert der Treiber, um den Strom konstant zu halten. Dies ist also die Vorgehensweise, wenn der Strom unabhängig von der Teilevariabilität exakt sein soll (Hinweis) Die Helligkeit bei XmA kann jedoch unterschiedlich sein, da dies ebenfalls variiert.)

Ansteuern von LEDs mit einer Versorgungsspannung über, unter oder über / unter Ihrer Ausgangsspannung

Es gibt verschiedene Arten von LED-Treibern - einige sind nur ein grundlegender Konstantstrombegrenzer, andere verwenden eine Boost- (oder Buck-) Topologie oder eine Ladungspumpe, um einen breiteren Compliance-Bereich für den Konstantstrom bereitzustellen.

Einfacher Konstantstromtreiber:

Eine einfache Konstantstromtreiber wird Regulierung verlieren , da die Spannung der Versorgungsspannung (aufgrund des Abfall über das Begrenzungselement) erreicht wird dies in dem Datenblatt angegeben werden (niedrigste Versorgungsoverhead in dieser Beispiel Teil siehe Datenblatt , pg.10)

Boost LED-Treiber

Ein LED-Treiber, der eine Boost-Topologie verwendet (genau wie ein Schaltregler, jedoch auf konstanten Strom anstatt auf Spannung eingestellt), liefert zwar einen konstanten Strom, erhöht jedoch die Spannung über den Versorgungsbereich, um das Ansteuern von LEDs in Reihe mit einer Gesamt-Vf zu ermöglichen über der Versorgungsspannung:

SEPIC, Buck-Boost, Cuk LED-Treiber

Okay, was ist mit dem Fall, wenn Ihre Eingangsspannung über und unter der Ausgangsspannung variiert ? Ein typischer Fall könnte sein, wenn ein Li-Ionen-Akku verwendet wird, der über ~ 4,3 V - ~ 2,7 V variieren kann und ein Ausgang von 3 V erforderlich ist, um den gewünschten Strom durch die LEDs zu leiten.
In diesem Fall verwenden wir entweder einen SEPIC-, Buck-Boost- oder Cuk-Treiber. Alle können hier das Gleiche tun, haben jedoch unterschiedliche Topologien (warum Sie eine über die andere auswählen, lesen Sie weiter - viele Bücher / App-Notizen da draußen ...)

Hier ist ein Beispiel für eine SEPIC-Schaltung mit dem LM3410 :

Und hier ist eine Tabelle des Wirkungsgrades bei Eingangsspannung über und unter der Ausgangsspannung, Sie können sehen, dass die Regelung des LED-Stroms perfekt aufrechterhalten wird:

(Ich bin auch verwirrt, warum sie Vorwärtsstrom auf die Y-Achse anstatt auf X setzen, da der Strom hier variieren würde).

Mir wurde gesagt, dass eine Diode in Abhängigkeit vom Spannungsabfall an den Pins leitet. Deshalb hängt der Strom, der fließen kann, direkt mit dem Spannungsabfall über der Diode (oder LED) zusammen. Deshalb ist die Spannung X und der Strom die Y-Achse.