多くの並列LEDに単一の抵抗器を使用できないのはなぜですか？

なぜ複数のLEDにそれぞれ1つではなく単一の抵抗を使用できないのですか？

主な理由は、ダイオードを安全に並列接続できないためです。

したがって、1つの抵抗を使用する場合、ダイオードセクション全体に電流制限があります。その後、流れる電流を制御するのは各ダイオード次第です。

問題は、実世界のダイオードは同じ特性を持たないため、1つのダイオードが導通し始め、他のダイオードは導通しなくなる危険があるということです。

したがって、基本的にこれが必要です（Paul Falstadの回路シミュレータで開きます）。

そして、実際にはこれを取得します（Paul Falstadの回路シミュレータで開きます）：

ご覧のとおり、最初の例では、すべてのダイオードが同じ量の電流を流しており、2番目の例では、1つのダイオードがほとんどの電流を流しており、他のダイオードはほとんど電流を流していません。例自体は少し誇張されているので、違いはもう少しはっきりしますが、実世界で何が起こるかをうまく示しています。

上記は、電流が各ダイオードで必要な電流のn倍になるように電流を設定する方法で抵抗器を選択することを想定して書かれています。ここで、nはダイオードの数であり、実際に電流は単一のダイオードが安全に伝導できる電流。その場合、順方向電圧が最も低いダイオードがほとんどの電流を流し、最速で消耗します。死んだ後（開回路として死ぬ場合）、次に低い順方向電圧のダイオードはほとんどの電流を流し、ダイオードがなくなるまで最初のダイオードよりさらに速く死にます。

いくつかのダイオードに電力を供給する抵抗を使用できる場所について考えることができる1つのケースは、抵抗を流れる最大電流が十分に小さく、単一のダイオードが全電流で動作できる場合です。このようにダイオードは死ぬことはありませんが、私自身はそれを実験していないので、それがどれほど良いアイデアであるかについてコメントすることはできません。

OK、計算をしましょう。

LEDの単純化されたモデルは、小さな抵抗と直列の固定電圧源です。KingbrightからこのLEDを選んでみましょう。

スロープは20mA / 100mVなので、内部抵抗は5です。固有のLED電圧は1.9Vです。LEDが20mAを必要とし、電源が5Vであると仮定しましょう。$\Omega$

LED電圧は1.9V + 5 20mA = 2Vです。単一の直列抵抗$\Omega$ $\cdot$

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

両方のLEDが等しい場合です。ここで、LED間にわずかな不一致があり、2番目のLEDの1.9Vが実際には1.92Vで、わずか1％の差があるとします。

今では、LED間の電圧がどうなるかがすぐにはわかりません。調べて、そのを呼び出しましょう。75の抵抗器を通る単一の電流があります。 $V_L$$I_R$$\Omega$

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

最初のLEDを流れる電流：

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

そして、同様にLED 2：

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

今なので、 $I_R = I_1 + I_2$

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

これから、 = 2.01 Vであることがわかります。次に、見つけたLED電流の上記の式にこの値を入力します。$V_L$

I 2 = 17.94 m $I_1 = 21.94 mA$および$I_2 = 17.94 mA$

結論

LED電圧のわずかな違い（1％）によって、LED電流に18％の差が生じます。IRLの差は大きくなる場合があり、明るさに目に見える違いがある場合があります。内部抵抗が低いほど、効果は悪化します。

参照してください。ここに私の最近の詳細な回答を

LED特性のばらつきにより、電流は不均等に分割されます。

自分のシェアよりも多く引き寄せる人は、より熱くなり、さらに引き寄せます。

自分のシェアよりも少ないドローを持つ人は、より涼しくなり、より少ないドローになります。

10個のLEDがあり、それらを並列に接続し、10個すべての定格電流で単一のLEDで駆動する場合：

• 一般的な低コストのLEDでは、Vf / Ifマッチングが十分に低く、最低のVf LEDが定格電流の2倍、3倍、または4倍を消費する可能性があります。

• 過電流LEDは急速に消滅します。

• 現在、10個の十分な電流を共有する9個のLEDがあります。平均電流は110％です。最も低いVf LEDが再び過負荷になり、故障しますが、今回はLEDごとにより多くの電流が利用できるため、さらに速くなります。

• 次の... :-)-連鎖反応。

典型的な安価なアジア*マルチLEDトーチを見てください。
最も明るいLEDに注意してください。しばらくトーチを操作してから、もう一度観察します。
あまり長くないと、最も明るいLEDが減光または消灯します。
最も明るいLEDを観察する...

• ほとんどのマルチLEDトーチは中国起源であり、ほとんどが低価格であるため、価格が打ち負かされにくいため、「安いアジア」と言います。それらは主に「市場が負担するもの」に構築され、市場はゴミを負担します。複数の国のLEDを備えた他の国のLEDライト、または 適切な設計の中国製のライトは、より人気があります。追加費用には理由があります。

直列のLED（2グループ）。
定電流駆動。
もっと費用がかかります。

LEDがすべて同じ特性を持っていれば、それは機能します。残念ながら、そうではありません。そして、それらには異なる電流が流れます。もちろん、直列のいくつかのLEDは、単一の電流制限抵抗を持つことができます。

TLDR;

抵抗器が電流を15 mAに制限する場合、各LEDがオンになると、電流が共有され、それらの間で減少します。つまり、オンになると減光します。

まあ、これは厳密には真実ではありません。

組み込みのデバッグには、8個のLEDを備えたブレッドボードを頻繁に使用します。違いは、8個すべてのLEDが単一の抵抗を介してグランドに接続されているのに対し（この方法でPCBをノックアップする方が迅速でした）、別々のマイクロコントローラーピンから電流が供給されることです。「並列」の意味に依存します！