Tentei criar um circuito para alternar um grande display de LED de 7 segmentos ( LDS-CD16RI ) usando um par de MOSFETs, da seguinte maneira:
simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab
Aqui, estou tentando usar um sinal lógico de 3,3V (ilustrado como o círculo 1) para alternar os 24V para acionar os LEDs. Este circuito é repetido para cada um dos segmentos da tela.
A voltagem direta típica de cada um dos LEDs (que estão em série dentro de cada segmento da tela) é de 6,8V, e sua corrente contínua máxima constante é de 20mA, então eu apontei para uma corrente de 10mA através dos LEDs. Como minha tensão de alimentação é de apenas 24V, planejei cair cerca de 5,75V entre os LEDs, para me dar algum espaço para a tensão cair entre M2 e R2.
Cheguei ao valor do resistor limitador de corrente R2 a 100Ω usando:
Antes de construir este circuito, calculei a potência dissipada por R2 da seguinte forma:
0,01 W parecia seguro abaixo do limite de 0,25 W dos resistores de furo passante que usei, então continuei construindo e testando este circuito.
Para resumir uma longa história: o R2 acabou logo após a iluminação de um segmento. Isso ocorreu para cada uma das instâncias separadas deste circuito, acionando os vários segmentos da tela, sugerindo que se tratava de um erro de design e não de uma falha de um único componente.
Pelos meus cálculos e análises adicionais, ainda não consigo entender por que isso ocorreu. Para verificar meu trabalho, reconstruí o circuito em um simulador que sugeria que a energia do R2 seria de fato 6,84mW, o que é um resultado que não posso explicar, mas que, em qualquer caso, é menor do que o que havia calculado acima.
Espero ter cometido um erro em algum lugar dos meus cálculos ou suposições, mas não consegui localizá-lo. Assumindo que o problema é que o resistor está realmente dissipando muita energia, meu circuito pode ser ajustado para resolver isso? R2 é um arenque vermelho aqui e o problema existe em outro lugar do meu circuito? A minha abordagem em si é falha?
fonte
Respostas:
6,8 volts parece muito alto para um único LED. Tem certeza de que 6.8 não é o número para todos os quatro LEDs? Isso tornaria 1,7 volts por LED, o que é mais razoável para um LED vermelho. E isso significaria que você está atualmente pressionando 172 miliamperes, ou quase 3 watts, através do seu resistor.
Se for esse o caso, abaixe a fonte de alimentação para menos de 20 volts (talvez 12 volts) para não destruir a porta do seu MosFET (M2).
fonte
Eu vejo o seu problema. Seu circuito mostra como você está dirigindo um único segmento de LED. (Presumo que você tenha 7 desses circuitos, um para cada segmento.) A folha de dados mostra 4 LEDs em série, cobrindo o segmento.
Onde você errou é assumindo que há queda de tensão direta de 6,8V por LED. Não existe esse LED vermelho. Normalmente, um LED vermelho terá uma queda de tensão direta de 1,6V a 1,8V, e isso é uma característica da física envolvida, portanto não há muito espaço para variações. Isso me diz que você tem queda de tensão direta de 6,8V para todos os quatro LEDs nesse segmento em série .
Portanto, com uma queda de tensão de 6,8V e uma fonte de 24V, você está caindo 17,2V no 100R. Como Mark diz, isso fornece dissipação de energia de 172mA e 2,96W no resistor. Não é saudável para um resistor de 0,25 W.
Na verdade, você tem sorte de que o resistor de 0,25 W se torne basicamente um fusível nessas condições e queime quase imediatamente. Caso contrário, colocar 172mA através da tela queimaria isso rapidamente, e uma tela grande de 7 segmentos será bem mais cara que um resistor. Se você tivesse usado um resistor de maior potência, estaria se perguntando por que a tela piscou brevemente muito de fato e depois ficou preta para sempre.
fonte
Você entendeu errado.
A voltagem direta na folha de dados é para séries de LEDs , não para LEDs individuais.
Assim, a queda de tensão nos LEDs é
6.8V
e não é6.8V * 4
ou5.xV *4
Assim, o resistor precisa lidar com
17.2V
e não0..2V
.Assim, a corrente é
.17A
e a energia é dissipada~4W
.fonte
depende da potência (resistência interna) e da cor do led (Vf), o resistor de 100 ohm deve suportar toda a tensão extra de 24 - 4xVf -4Ir ... Vf ~ 3V para branco, 2V para outra cor. A maioria dos LEDs possui alta resistência, exceto os LEDs de potência, como os da Cree ... Se o Resistor suportar 12V, a potência será de ~ v2 / r 1,5W watt ... adicione mais séries de LEDs.
fonte