Подключение светодиодов. Вопрос по теории.

Доброго.
Есть задача - подключить несколько индикаторных светодиодов (2В, 20мА) параллельно от одной батарейки крона.
Баботать могут как одновременно, так и по отдельности.
Можно ли ставить один общий резистор в цепь или на каждый диод отдельный?
Если номинальный ток 20 мА, то в каком диапазоне токов диод будет работать? Работа планируется кратковременная, не дольше минуты.
Вот инфа из даташита:
Рабочий ток: 20 (мА)
Рабочее напряжение:
Красный: 1,9-2,1 в
Желтый: 1,9-2,1 в
Зеленый: 1,9-2,1 в

В реале разные цвета, да и разные диоды, работабт при разном напряжении. Если подключить все через один резистор, то диоды могут по-разному светиться. Будут просаживать друг друга.

Схема примерно такая. Параметры резистора R2 могут варьироваться, а в аварийном режиме падать до нуля.
Поэтому резистор (резисторы) R1 - защитный, что бы при замыкании в нагрузке (R2) диод не перегорел. То есть R1 надо подобрать так, что бы ограничить максимальный ток при КЗ.

Я не специалист в электронике, если в схеме что-то указал не так, извиняйте .

На каждый светодиот отдельно

Первый вариант схемы
R1 = 450 Ом

Originally posted by wolfo:

Первый вариант схемы
R1 = 450 Ом

Почему 450 ом?
При питании 9.5В, у меня получается 360 ом. Это при токе 20 мА.
Но это защитное сопротивление, на случай КЗ. В таком режиме диоды работать не будут. Поэтому рабочий ток можно привысить, но вопрос на сколько?
Сопротивление нагрузки пока не знаю точно, но оно точно не позволит выйти диоду на рабочий ток.
Задача защитного резистора внести максимально небольшое влияние на общее сопротивление, но и не позволить диоду перегореть при КЗ в течении 10-20 секунд.

ок
R=U/I, I=U/R
9.5/0.020 = 475 ом
В случае КЗ на R2 - ток будет 0.02 ампер
Если R2 будет например 1 кОм - ток будет 9.5/(475+1000)= 6мА

1. Правильная схема только верэняя.
2. Вам точно надо все 20 мА?
Может хваьит за глаза и меньшего тока.
Формула для резистора будет r=(9-Uпадения)/I.
В конце разряда ток упадет примерно на 25-30 процентов. На глаз едва зпметно.

R1 выкинуть
Остальные подбирать, чтоб светились одинаково
Банально брать переменник 1ком. Тестер в режим измерения тока крутить его не более 20 ма чтоб было. И устраивала яркость.
Мерить сколько у переменника и запаивать постоянный резюк
Так и выравнивать яркость

ЗЫ полная нагрузка (когда все включены) может просадить батарейку

ЗЫ
Боюсь что крона не даст такой ток
Надо будет уменьшать ток

chukapabra:
R1 выкинуть
Остальные подбирать, чтоб светились одинаково
Банально брать переменник 1ком. Тестер в режим измерения тока крутить его не более 20 ма чтоб было. И устраивала яркость.
Мерить сколько у переменника и запаивать постоянный резюк
Так и выравнивать яркость

ЗЫ полная нагрузка (когда все включены) может просадить батарейку

Если диоды нормального производителя из одной линейки их яркость как раз и будет видимо олинаковой при равных токах.

Сопротивление R2 непостоянное, но достаточно большое. Через него диод горит в "полнакала". Иногда возможны случаи кратковременного замыкания R2, поэтому нужен защитный резистор R1, что бы ограничить ток. Сопротивление R1 должно быть максимально низким, что бы не сильно снижало яркость в основном режиме.
Работа диода в нормальном режиме (через оба резистора) непродолжительная. Резистор R1 - это защита от дурака, что бы при КЗ в цепи R2 диод не сгорел в течении 10 секунд.

Отсюда и вопрос. Если рабочий ток светодиода 20мА, а срок службы 10000 часов, то насколько можно увеличить ток, сократив срок службы, скажем, в 10-100 раз?

Я не электронщик, возможно объясняю непонятно. Если в двух словах - нужно понять какую кратковременную перегрузку выдержит диод.

Originally posted by Pavel_A:

Если в двух словах - нужно понять какую кратковременную перегрузку выдержит диод.

Не штатные режимы не прогнозируются

Originally posted by DIZZI:

Не штатные режимы не прогнозируются

У всего есть запас прочности.
Не просто так ведь обозначили рабочий ток 20 мА. Китайцы знают, что при токе 10 мА их диод прослужит долго, но светить будет слабо и его никто не купит. Вот и пишут 20 - светить будет ярко, но срок службы сократится, ну и фиг с ним. А, если добавить до 40 - будет прожектор, но сгорит через минуту.

Вот примерно понять бы эти пределы.

Originally posted by Pavel_A:

Вот примерно понять бы эти пределы.

Ну если грубо то время работы при повышении напруги/тока будет падать геометрической прогрессии. Но светодиод нелинейный элемент и при определенном превышении все будет протекать лавинообразно. Короче сдохнет возможно при 150% превышении, может при 200% ну или как бог пошлет

Понял.
То есть, если китайцы заявляют 20 мА, запас прочности они врядли закладывают, то максимум можно расчитывать на 30 мА. И то не факт.

DIZZI:

Не штатные режимы не прогнозируются

Для светодиодов как раз импульсный режим работы более штатный.

А если делать постоянный режим - то лучше пользоваться не резистором, а стабилизатором тока.

Pavel_A:
Сопротивление R2 непостоянное, но достаточно большое. Через него диод горит в "полнакала". Иногда возможны случаи кратковременного замыкания R2, поэтому нужен защитный резистор R1, что бы ограничить ток. Сопротивление R1 должно быть максимально низким, что бы не сильно снижало яркость в основном режиме.
Работа диода в нормальном режиме (через оба резистора) непродолжительная. Резистор R1 - это защита от дурака, что бы при КЗ в цепи R2 диод не сгорел в течении 10 секунд.

Отсюда и вопрос. Если рабочий ток светодиода 20мА, а срок службы 10000 часов, то насколько можно увеличить ток, сократив срок службы, скажем, в 10-100 раз?

Я не электронщик, возможно объясняю непонятно. Если в двух словах - нужно понять какую кратковременную перегрузку выдержит диод.

не нужно никакого R2 либо если так хотите то в каждой цепи диода оно свое должно быть.

На счет тока и срока службы, тут ключевое воздействие дает не ток, а нагрев кристалла. если температура 85 градусов у него, то все прекрасно, с натяжкой можно допустить 125 градусов. Это уже сильно влияет на срок службы и процент отказов, но с некоторыми оговорками допускается большинством производителей.
Зная ток, можно прикинуть эту температуру из напряжения на нем согласно графикам в даташите.

Pavel_A

Раскройте задачу более общо. Нужен вам этот ток 20 мА? Есть яркие диоды которые обеспечивают требуемую яркость на небольших токах.У меня в изделиях есть индикаторные диоды на передней панели, работающие с токами менее 1 мА. При это яркость даже немного чересчур - на любом солнце отчетливо видны, а в неярком свете для глаз не слишком приятно.
И ценник у них далеко не запредельный.

Что бы обычный (одноцветный безлюминофорный) светодиод светил достаточно ярко (по крайней мере заметно при дневном освещение) завсегда хватало 10 мА.
А то и 5-7 мА.
В конце-концов можно и опытным путём выяснить достаточный ток.

Originally posted by unname22:

Нужен вам этот ток 20 мА? Есть яркие диоды которые обеспечивают требуемую яркость на небольших токах.У меня в изделиях есть индикаторные диоды на передней панели, работающие с токами менее 1 мА.

Мне не нужен большой ток. Диоды есть в наличии, в характеристиках написано 20мА. Светятся и при токе 1 мА, на него и расчитываю. Но, могут возникнуть кратковременные режимы, когда нагрузка (R2) закоротится и все 9 вольт пойдут на диод, для этого нужен защитный резистор R1, что бы диод не перегорел.
То что такой резистор нужен на каждый диод, я уже понял. Мне нужно понять параметры защитного резистора, а это можно сделать только если знать максимально допустимый ток для светодиода.

Originally posted by Pavel_A:

Мне нужно понять параметры защитного резистора, а это можно сделать только если знать максимально допустимый ток для светодиода.

Что бы ориентироваться на максимально допустимый ток - нужно ещё знать на для какого периода времени эта макс. перегрузка нормируется, а также максимальную температуру окр. среды, когда эта перегрузка произойдёт.
По этому если ставить вопрос "что бы не сгорел" - то ориентируйтесь на номинальный ток 20 мА.
В этом случае минимальное значение токоограничивающего (защитного) резистора будет в районе 385 Ом. (с учётом макс. возможного напряжения Кроны и минимально возможного падения напряжения на светодиоде).
..
Только вот всё равно не пойму - какая необходимость в токе "что бы не сгорел"?
Светодиод и при 5-10 мА и не сгорит и светить будет и время жизни Кроны в 4-2 раза продлит соотв.

Pavel_A:

Почему 450 ом?
При питании 9.5В, у меня получается 360 ом. Это при токе 20 мА.

R1 = 300 Ом при 9,0в

R1 = 325 Ом при 9,5в

unname22:
Есть яркие диоды которые обеспечивают требуемую яркость на небольших токах.У меня в изделиях есть индикаторные диоды на передней панели, работающие с токами менее 1 мА. При это яркость даже немного чересчур - на любом солнце отчетливо видны, а в неярком свете для глаз не слишком приятно.
И ценник у них далеко не запредельный.

Интересно. Про какие светодиоды идёт речь?
Где покупаете?

Столкнулся с неприятным фактом - китайцы в один и тот же корпус SMD могут пихать кристаллы мощностью и 0,2W, и 0,5W, и 1,0W.
Но чаще можно купить светодиоды с кристаллами только на 0,09W. Проводки будут не золотые, а медные. Подложка - алюминиевая, а не медная. Самый шлак, который будет перегорать часто. Внешне отличить "оригинал" от "подделки" практически нереально.

Поэтому и спрашиваю о покупке качественных светодиодов с честной мощностью и световым потоком, а не меньше в 4-6 раз.

Originally posted by KOTAN22:

R1 = 300 Ом при 9,0в

R1 = 325 Ом при 9,5в

Почему 300 и 325?
300 х 0.02 и 300 х 0.02 будет соотв. 6 и 6.5 вольта.
А резистор должен рассчитываться исходя из напряжений 9-1.9=7.1 или 9.5-1.9=7.6 вольта соотв.
Кроме того, Крона может выдавать и 9.6 вольта.
Посему для 20 мА резистор не менее 385 ом.

Postoronnim V:
резистор должен рассчитываться исходя из напряжений 9-1.9=7.1 или 9.5-1.9=7.6 вольта соотв.

откуда взялись 1,9 в?

падение напряжения на светодиоде будет ближе к 3 - 3,2 в

или его надо измерять в натуре мультиметром на конкретном работающем светодиоде

Originally posted by KOTAN22:

откуда взялись 1,9 в?

Из данных ТС первого поста темы

Вот инфа из даташита:
Рабочий ток: 20 (мА)
Рабочее напряжение:
Красный: 1,9-2,1 в
Желтый: 1,9-2,1 в
Зеленый: 1,9-2,1 в

[/QUOTE]

там перевод кривой

нас интересует падение напряжения на светодиоде
точнее всего его определить прямым измерением

Откуда мы можем знать про перевод?
Да и зачем?
ТС дал ТЗ - от того и считаем.
..
Прямое измерение конечно вещь полезная, но это скорее при регулировке или предотборе элементов, а проектируют электронику исходя из даташита на компоенты и учитывая разброс параметров там оговоренный.

пусть ТС делает как сочтёт нужным

яп напрямую померил

Originally posted by KOTAN22:

яп напрямую померил

А я бы исходил из тока в разы меньшем 20 мА и тогда ни чего вообще измерять предварительно даже смысла бы не было.
Впрочем.. уже говорил, что не до конца понимаю цели ТС.
Есть ли разница - КЗ в нагрузке 5-10 или 20 мА?

Originally posted by Postoronnim V:

А я бы исходил из тока в разы меньшем 20 мА и тогда ни чего вообще измерять предварительно даже смысла бы не было.
Впрочем.. уже говорил, что не до конца понимаю цели ТС.
Есть ли разница - КЗ в нагрузке 5-10 или 20 мА?

Так в основном режиме и будут низкий ток - порядко 1мА - его я замерял. Нагрузка имеет сопротивление десяток кОм (не замерял, но судя по току диода так получается), но в определенный момент может снизиться до нуля.
Собственно когда сопротивление нагрузки снизится до нуля, надо защитить диоды дополнительным резистором. Хочется этот резистор максимально маленьким, что бы он минимально влиял на свечение диода. Хотя при таком сопротивлении нагрузки сопротивление до килоома и незаметно будет.

Originally posted by Pavel_A:

Хочется этот резистор максимально маленьким, что бы он минимально влиял на свечение диода.

Подберите вместо резистора лампу накаливания. Она холодная не влияет, а при кэзэ - защитит схему.

Originally posted by Pavel_A:

Хочется этот резистор максимально маленьким, что бы он минимально влиял на свечение диода. Хотя при таком сопротивлении нагрузки сопротивление до килоома и незаметно будет.

Вот как раз при обычном сопротивление нагрузки 7-10 КОм, чем меньше будет сопротивление токоограничевающего резистора - тем больше будет заметен перепад по яркости.
Например в нормальном режиме (ток 1 мА) светодиод слегка подсвечивается.
В режиме КЗ и резисторе 1 КОм яркость светодиода возрастёт примерно раз в десять.
При резисторе 500 Ом - возрастёт раз в двадцать.
Так, что смотрите сами - резистор не менее 385 Ом.
ИМХО, ставьте 500-1000 Ом - не ошибётесь полюбому.

Originally posted by bigross:

Подберите вместо резистора лампу накаливания. Она холодная не влияет, а при кэзэ - защитит схему.

Так светодиод можно спалить.
Сопротивление холодной лампы на порядок ниже, чем у светящейся.
Если даже найдём такую лампу, которая бы при 7-8 вольтах светилась при токе 20 мА (а это не так просто), то нить лампы раскаляется никак не мгновенно и через светодиод произойдёт бросок тока 200-250 мА.
И этого может оказаться достаточным для того, что бы светодиод вышел из строя.

Rогр = (Uпит - Uдиод)/Iдиод
В вашем случае Rогр = (9,5-2,1)/0,02 = 370 Ом.
Вариант схемы - 1
Вроде так должно быть )))

А, если добавить до 40 - будет прожектор, но сгорит через минуту.

Непрально вы понимаете. Диод, это не лампочка.
Номинальное напряжение- есть оптимальный параметр. Завышая напряжение, повышения яркости, по крайней мере значительного, не будет, увеличится нагрев, а это как раз то, от чего светодиоды дохнут. А сила тока... хз больше чем он может, он не возьмёт, хоть 2000 ампер в него воткни, другое дело если он последовательно в цепи с более мощным потребителем будет.. .

MX177:
Диод, это не лампочка.
А сила тока... хз больше чем он может, он не возьмёт, хоть 2000 ампер в него воткни...

То, что не лампочка - верно.
Остальное - не верно. Смотрите вольт-амперную характеристику светодиода.
Для того ограничивающий ток резистор и ставят, чтобы светодиод "не разгонялся" и не перегорал.

Если там вольты по номиналу, с чего ему разгонятся-то?
Резисторы ставят чтоб вольтаж понизить, а не силу тока, её там не будет, если последовательно не воткнуть какунить гравицапу.
Диод индикаторный к тому же. Для всего остального лучше драйвера ставить, чтоб "не разгонялось" они именно для этого, есличё.

MX177:
Если там вольты по номиналу, с чего ему разгонятся-то?

Например с температурой рабочая точка уедет и привет. Если вы задаете именно напряжение, не следя за током - крякнет запросто. Значит надо вводить термокомпенсацию при измерении напряжения. А нахуа все эти танцы с бубном, когда можно задать ток?

Ох давно сдерживался от ответа..
О чём тут спорить в вопросах иных от тех, что сформулировал ТС ?
1. И лампа и светодиод - есть нелинейные источники света. Иными словами - люмены от ватт нелинейны.
2. И лампа и светодиод светят от протекающего тока.. Если кто хочет порыться в навозной куче на тему курица-яйцо - то дифф. сопротивление полупроводника зависит от тока и от тока зависит свечение СД.
По крайней мере на линейном участке.
3. Лампа при превышение номинала тоже сгорит, как и СД.
4. Светодиод чаще всего сгорает не так, как лампа.
В лампе ВСЕГДА обрыв, а СД эквипотенциальная точка по всем выводам бывает.

Например с температурой рабочая точка уедет и привет. Если вы задаете именно напряжение, не следя за током - крякнет запросто. Значит надо вводить термокомпенсацию при измерении напряжения. А нахуа все эти танцы с бубном, когда можно задать ток?

так вот и не уедет, если подаётся номинальное напряжение- с чего бы?
потные ладошки бонка нагреют чтоль?
а ток оно с фига ли вдруг как не в себя брать будет? у неё рта такого нет.
поэтому сопротивление- оно понижает вольтаж до нужного. в инете калькуляторы кстати есть. там заодно и мощность оного покажет, это надо чтоб сопротивление не грелось как атомный реактор.
а вот это всё про что вы пишете, это драйверы именно и делают, следят за потреблением и режут его если диод начинает разгоняться. это надо когда диод не индикаторный ни разу, и напруги с избытком.
а сопротивление оно не для этого какбэ. не знаю что тут надо объяснять.. .

а СД эквипотенциальная точка по всем выводам бывает.

попроще, попроще...