Formula yang benar untuk resistor pembatas arus LED?

Saya mencoba untuk mencari tahu apa nilai resistor untuk digunakan dalam rangkaian LED. Persamaan yang saya gunakan untuk melakukan ini adalah:

Tampak logis, dan masuk akal sepenuhnya. Jawaban atas pertanyaan Bagaimana cara menghitung nilai resistor untuk rangkaian LED sederhana? konfirmasi juga.

Saya memiliki LED berikut:

• $V_f = 3.3V$
• $I_{f_{typ}} = 20mA$

Menggunakan catu daya 5V:

• $V_{cc} = 5V$

Memasukkan ini ke dalam persamaan di atas memberi:

Semuanya baik sejauh ini.

Namun, jika saya menggunakan kalkulator di http://led.linear1.org/1led.wiz , itu memberi saya 100Ω . Jika saya menggunakan aplikasi ElectroDroid di ponsel saya, itu memberi saya 85Ω .

Jadi, saya berasumsi bahwa kalkulator linear1 menggunakan metode yang berbeda untuk menghitung nilai resistor ini; adakah cara yang lebih baik untuk melakukan ini?

Perhitungan Anda benar. linear1 membulatkan ke nilai E12 berikutnya , yang kebetulan 100$\Omega$ . Nilai E12 terdekat adalah 82 , dan itu masih aman, karena, bahkan jika saat ini akan lebih tinggi, perbedaannya akan kecil, dalam toleransi 10% dari seri E12.$\Omega$

sunting
Purist mungkin mengatakan saya mengambil jalan pintas di sini. Russell memiliki jawaban panjang tentang mengulangi solusi, dan yang lain mengeluh (hei, jangan tersinggung!) Tentang mengumpulkan menjadi lebih aman. Jawaban saya harus pragmatis ; tidak ada insinyur desain profesional yang mampu menghabiskan 15 menit untuk menghitung resistor untuk LED warna klasik. Jika Anda tetap di bawah arus maksimum yang diizinkan, Anda akan memiliki ruang kepala yang cukup untuk memungkinkan pembulatan, dan nilai bulat tidak akan terlihat dalam kecerahan. Untuk sebagian besar LED, kecerahan yang dirasakan tidak meningkat jauh di atas nilai biasanya 20mA.

Formula Anda benar, tetapi untuk melakukannya dengan benar Anda harus mengulang hasilnya. Ini karena penurunan tegangan maju LED tidak linier dengan arus (atau arus tidak linier dengan penurunan tegangan maju. Dalam banyak kasus efek ini tidak signifikan, tetapi dalam beberapa kasus dapat menyebabkan hasil yang 2: 1 atau lebih dalam kesalahan .

Di mana ada banyak tegangan "ruang kepala" untuk resistor seri - perbedaan antara Vcc dan Vf - hasil aslinya mungkin cukup dekat untuk dikoreksi sehingga tidak menjadi masalah. Tetapi jika tegangan ruang kepala kecil sehubungan dengan Vf, perubahan LED Vf dengan arus akan mengubah ruang kepala yang akan mengubah arus yang akan mengubah Vf yang akan ... Ini benar-benar terjadi dalam situasi dunia nyata.

Untuk LED putih, Vf biasanya berada pada kisaran 2,9V hingga 4V dengan nilai lebih khas 3,3 - 3,8V hingga baru-baru ini dan mengatakan 3,0 - 3,3V dalam LED efisiensi tinggi yang lebih modern. Dalam aplikasi produksi yang serius, Vf akan tersedia dalam "nampan" sehingga dapat dijamin dalam waktu sekitar +/- 0,1V pada arus yang diberikan. Dalam penjualan eceran, Anda mungkin mendapatkan sampel dari setiap tempat penyimpanan dan Vf mungkin misalnya 3.3V untuk satu LED dan 3.6V untuk yang lain yang identik secara nominal.

Jika beroperasi dari 5V, ruang kepala masing-masing akan menjadi 1,7V dan 1,4V untuk variasi saat ini sekitar (1,7-1,4) /1,7 = ~ 18%. Tambahkan sedikit perubahan dalam Vf dengan arus seperti di atas dan 20% variasi dalam If dapat menghasilkan antara LED yang "identik". Dalam kebanyakan kasus ini tidak akan membuat perbedaan praktis sedikit pun. Output cahaya kira-kira sebanding dengan arus - variasi 20% dalam output cahaya tidak dapat dideteksi oleh mata oleh semua kecuali pemirsa yang paling terampil atau berpengalaman.

Jika ini dikatakan 5 Watt daya LED perbedaan dalam disipasi LED mungkin 1 Watt dan ini MUNGKIN membuat perbedaan dalam suhu operasi dan masa pakai.

Semua yang mengarah pada saran bahwa dalam aplikasi "serius" LED harus didorong dari sumber arus konstan jika Anda peduli dengan arus operasi yang sebenarnya. Dalam peran "indikator" atau aplikasi penerangan tingkat rendah, ini mungkin tidak masalah. Dalam aplikasi daya tinggi atau di mana masa pakai LED penting maka drive arus konstan sangat penting.