LEDは、定電流でさまざまな電圧>リストされた電圧を取ることができますか？

私の混乱は、以下を示すLEDに起因します：入力（DC）：600mA-700mA / 3V-3.4V。製品は、以下を示す定電流LEDドライバー（LEDと同じブランド）を提案します。出力：電流600mA（一定）。電圧18-34V

調査中、過電流がLEDを焼き尽くし、バッテリーが消耗するにつれて、消費される電流が小さくなるため、定電流LEDドライバーが必要になることを読みました。

質問の情報を見つけるのに問題があります。電流が一定の場合、LEDは推奨値を超える電圧を受け取ることができますか？

また、余談ですが、電流が600mAで一定で、LEDの電流が600mAである場合、抵抗は必要ありませんか？

更新：

たくさんのご意見ありがとうございました。「混乱のポイントは、電源と負荷の関係が理解できないことだと思います」と@mkeithは正しかった。

リードを介したアンプの価値だけが重要であるという印象を受けました。会社が18Vの最低出力電圧でドライバーを提案したので、それが参照されたLEDが3-3.3Vの電圧を持っているとき、それは定電流が重要であるということを意味すると思いました。正しいアンプでより高い電圧（ドライバーからの18V対LEDの3.3V）で問題ないかと尋ねていました。

このドライバが提案された理由を理解する必要があります。3V LEDを直列に配線して約18Vを得ることは、おそらく意図された使用でした。さらに、定電流と定電圧の違いと、LEDがアンペア（定電圧が適用されている場合）とボルト（定電流が適用されている場合）を制御する方法をよく理解しています

voltage led constant-current

— ヨルダンクレアス
ソース

ガイドラインを超える電圧は、実際には推奨よりも多くの電流を保証します。電圧のガイドラインでは、スペースがほとんどオンにならない状態から非常に高温になる状態までレイアウトされていますが、電流は最大値を下回ることがあります。通常の動作では、最大電流は最大電圧と同じです。

— dandavis 2018年

@dandavis多分そうです。しかし、それが生産回路である場合、私は電圧でLEDを駆動することはあまりうまく機能するとは思いません。明るさのユニット間のばらつきが多すぎます（私はそう思います）。そして、かなり厳密な電圧制御が必要になります。

— mkeith

あなたはそれを両方の方法で持つことはできません。電流源で駆動する場合、電流は固定され制御されます。変わりません。電圧は、LEDを幸せにするために必要なものに自由に調整できます。実際、それは一定の電圧で（ある程度）安定します。

— mkeith 2018年

@JordanKlaers、まとめられたすべてのコメントはかなり混乱します.....ここに簡単な説明があります.... 100mAに調整された定電流源にLED（実際には任意の負荷）を接続する場合、定電流源100mAがLEDを流れるまでLEDの電圧を調整します。... 2つのLEDを直列に配置すると、定電流源が電圧を上げて2つのLEDに100mAが流れるようになります。

— jsotola 2018年

Can LED's receive a voltage above their recommended value if the current is constant?...はい、定電流がLEDの推奨値を超えて設定されている場合...定電流電源と安全性を混同しないでください...電流を10Aに設定して（電源が許容する場合）、接続されているほとんどのLEDを溶断できます。それへ

— jsotola

回答:

ドライバからの最小電圧（18V）は600mA（3V）での最小LED電圧よりも大きいため、ドライバはLEDには不適切です。ドライバーは、少なくとも6個のダイが直列に接続されている18VのLEDアレイ用に設計されている可能性があります。

言及する特定のLEDダイに600〜700mAの定電流を供給すると、3V〜3.4Vの電圧（LEDを破壊していないと仮定）が得られます（または特定の電流で電圧が指定されている可能性があります））。

推奨電流を超えない場合、LED電圧は指定された範囲を超えてはなりません（実際にはLEDが加熱すると少し低下します）。

電圧または電流のどちらかを選択するだけです。LEDを使用すると、電流を選択することが期待され、LEDの両端の電圧はその電流の結果になります。定電圧電源からLEDを実行しようとした場合、実験的に電圧を見つける必要があり、安定しません（そしてLEDが停止する可能性があります）。

— スペロ・ペファニー
ソース

修正：ドライバーからの最小電圧は600 mAでのLED電圧よりも高いため、ドライバーはLEDには不適切です。OPが複数のLEDを直列に配置して、合計LED電圧が18 Vを超える場合、そのドライバーを使用できます。

— ピーターベネット

LEDは非常にシンプルなデバイスです。それは次のように動作します：

I_{L E D} = I_{S A T} \cdot (e^{\frac{V_{L E D}}{n \cdot V_{T}}} - 1)

$I_{LED}=I_{SAT}\cdot\left(e^\frac{V_{LED}}{n \cdot V_T}-1\right)$

または、代わりに

V_{L E D} = n \cdot V_{T} \cdot \ln (\frac{I_{L E D}}{I_{S A T}} + 1)

$V_{LED}=n\cdot V_T\cdot \operatorname{ln}\left(\frac{I_{LED}}{I_{SAT}}+1\right)$

上記の例では、は放出係数（1以上の数値ですが、おそらく10以下）、は熱電圧（室温））、およびは飽和電流です（これは、LEDの電圧対電流を表す曲線の傾きに基づく対数スケールチャートの見かけの y軸切片です）。多くの場合かなり小さい-通常はよりはるかに小さい。 $n$ $V_T$ $\frac{k\cdot T}{q}=26\:\textrm{mV}$ $I_{SAT}$ $10^{-9}\:\textrm{A}$

あなたのケースで、LEDが、（）およびによって最適にモデル化されていると仮定します。。それからあなたは計算することができます： $n=5$ $I_{SAT}=1\times 10^{-11}\:\textrm{A}$ $10\:\textrm{pA}$ $V_T=26\:\textrm{mV}$

V_{L E D} = 5 \cdot 26 mV \cdot \ln (\frac{600 mA}{10 pA} + 1) \approx 3.226 V

$V_{LED}=5\cdot 26\:\textrm{mV}\cdot \operatorname{ln}\left(\frac{600\:\textrm{mA}}{10\:\textrm{pA}}+1\right)\approx 3.226\:\textrm{V}$

ここで、電圧と電流の両方を同時に強制することはできません。固定電圧を維持し、必要なすべての電流に単純に「準拠」する電源を用意できます（電源の指定されたコンプライアンス制限まで）。または、固定電流を維持し、単純に「準拠」する電源を使用できます。 "必要な電圧で（指定されたコンプライアンス制限まで）。LED自体がどちらの方向でも応答します。

上記の架空のLEDのいくつかの「パラメータ」値について説明しました。しかし、LEDは場所によって異なります。したがって、LEDの束を取り出して、別のLEDを接続するたびに正しい値を出力するだけの特別な機器があるとしましょう。これを使用すると、同じ製造元の6つのLEDについて次の表が得られます。

\begin{aligned} LED # & n & I_{S A T} \\ 1 & 5 & 10 pA \\ 2 & 4.8 & 30 pA \\ 3 & 4.6 & 15 pA \\ 4 & 5.7 & 18 pA \\ 5 & 5.3 & 22 pA \\ 6 & 4.9 & 27 pA \end{aligned}

$\begin{array}{r|lr} \text{LED} \# & n & I_{SAT}\\ \hline 1 & 5 & 10\:\text{pA} \\ 2 & 4.8 & 30\:\text{pA} \\ 3 & 4.6 & 15\:\text{pA} \\ 4 & 5.7 & 18\:\text{pA} \\ 5 & 5.3 & 22\:\text{pA} \\ 6 & 4.9 & 27\:\text{pA} \end{array}$

固定電圧を供給し、それを完全に行う電源があるとします。あなたが接続するこれらの異なるLEDのそれぞれの電流は何ですか？さて、見てみましょう： $3.2\:\textrm{V}$

\begin{array}{rr} LED # & I_{L E D} \\ 1 & 490 mA \\ 2 & 4100 mA \\ 3 & 6250 mA \\ 4 & 43 mA \\ 5 & 268 mA \\ 6 & 2190 mA \end{array}

$\begin{array}{r|r} \text{LED} \# & I_{LED}\\ \hline 1 & 490\:\text{mA} \\ 2 & 4100\:\text{mA} \\ 3 & 6250\:\text{mA} \\ 4 & 43\:\text{mA} \\ 5 & 268\:\text{mA} \\ 6 & 2190\:\text{mA} \end{array}$

うわー！それは良くないね。これらすべての類似のLED は、このまったく同じ電圧の電源を使用して、電流に大きな違いを生み出します。また、想定されるに非常に近いものも1つだけではありません。電源が実際に6アンペアを超える電力を供給できると想定すると、LEDに深刻な損傷を与える可能性があります。 $600\:\text{mA}$

次に切り替えて、固定を提供するように設計された定電流電源を使用して、代わりにLED電圧で何が起こるかを見てみましょう。 $600\:\textrm{mA}$

\begin{array}{rr} LED # & V_{L E D} \\ 1 & 3.23 V \\ 2 & 2.96 V \\ 3 & 2.92 V \\ 4 & 3.59 V \\ 5 & 3.31 V \\ 6 & 3.04 V \end{array}

$\begin{array}{r|r} \text{LED} \# & V_{LED}\\ \hline 1 & 3.23\:\text{V} \\ 2 & 2.96\:\text{V} \\ 3 & 2.92\:\text{V} \\ 4 & 3.59\:\text{V} \\ 5 & 3.31\:\text{V} \\ 6 & 3.04\:\text{V} \end{array}$

電圧の範囲がはるかに狭いことに注意してください！あなたがする必要があるのは、少なくともを処理できる定電流電源を見つけることだけです。 $5\:\textrm{V}$

はい、上のLEDに「クリンカー」をいくつか用意しました。あなたの仕様は、LEDから行ったと述べたをで。しかし、それもポイントです。仕様では、その範囲外のLEDが見られることは統計的にありそうもないことを示していますが、実際には、時々それのすぐ外にあるLEDに遭遇することもあります。 $3\:\textrm{V}$ $3.4\:\textrm{V}$ $600\:\textrm{mA}$

この非常に小さな電圧変動が、「電流制限」抵抗器が機能するのと同じように機能する大きな理由です。電圧の違いは小さな範囲を抱いているため、抵抗器の電圧降下に対して（小さな誤差範囲内で）残っている電圧を推定することは非常に簡単です。

電源電圧が（定電流源ではなく、今では定電圧源になっている）の場合、LEDが約ドロップした後に残っているものが抵抗器に必要であることを確信できます。。残りの電圧はます。したがって、残りの電圧降下を考慮して適切な電流を生成する抵抗を計算すると、実際の実際の電流はそれほど変化しません。これは、抵抗の残りの電圧降下もそれほど変化しないためです。 $6\:\textrm{V}$ $3.2\pm 0.2\:\text{V}$ $2.8\pm 0.2\:\text{V}$

（注意点として、あなたはまた、ここで見ることができるあなたの定電圧電源を使用する場合、の残りの電圧ことが有するはるかに広い変動を、パーセンテージに関して。これは、その結果としてLED電流の一貫性が大幅に低下することを意味します。したがって、ここでは、定電圧電源の電圧が高いほど電流レギュレーションが向上することがわかります。ただし、この利点は犠牲になります無駄な熱が無駄な熱として追加されます。） $4\:\textrm{V}$ $0.8\pm 0.2\:\text{V}$

定電流源は、電流源を一定に保つために適切な量の電圧を降下させるように調整できる可変抵抗器が追加された電圧源によく似ています。これは、トランジスタやICで行われます。しかし、その効果は、固定抵抗器の代わりに、追加の回路によって、代わりに電源が抵抗器を自動的に変更できるようになることです。そうでなければ、それほど違いはありません。

— ジョンク
ソース

LEDを直列に配線して3.2vX6に給電した場合、CV電流の差は非常に劇的になりますか？

— dandavis

@dandavis本当に不運にならない限り、シリーズの場合はそれほど悪くはありません。アイデアは、あなたが統計ゲームをしているということです。直列に配置するほど、標準偏差は厳しくなります。もちろん、バッチ内のランダムな分布を想定しています。また、メーカーは、部品を「ビン」にして、ビン付きおよびビンなしの部品を販売することもできます。もしそうなら、ビニングされていないものは、他の場所での高価値の販売のためのいくつかの未知のビニングプロセスのキャストオフであるかもしれません。これは、まだ「仕様どおり」であるにもかかわらず、統計をめちゃくちゃにしてしまいます。

— 18年

情報をありがとう。シリーズユニットは等しい電流を共有していると考えています。

— dandavis

+1素晴らしい数値分析。そこにもオーム用語があると思います。

— Spehro Pefhany

@jonkは、ピコアンペアと飽和電圧についての議論を支持するかもしれませんが、これは人間が測定することが不可能であるだけでなく、より重要なことに、このタイプの工業用定格ダイオードでは決して行われません。いくつかの目に見えるしきい値、またはより一貫したしきい値電圧である薄暗いLEDの電圧を超える場合は、より実用的なモデルを使用することをお勧めします。

— Tony Stewart Sunnyskyguy EE75 2018年

「18-24V出力」として指定されている定電流LEDドライバーは、定電流モードでの出力電圧コンプライアンス範囲（CC動作が維持される）が18-24Vであることを意味します。スレッショルド電圧がこの範囲外にあるLEDストリングと一緒に使用すると、シャットダウン（セットアップが役に立たなくなる）、過熱（ドライバーの損傷）、または定電流特性の損失（過電流でLEDの損傷）が発生する可能性があります。

— Rackandboneman
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