¿Pueden los leds tomar voltaje variable> voltaje listado, con corriente constante?

Mi confusión proviene de un led que muestra: Entrada (DC): 600mA-700mA / 3V-3.4V. el producto sugiere un controlador led de corriente constante (misma marca que el LED) que muestra: Salida: corriente 600mA (constante); Voltaje 18-34 V

Al investigar, he leído que una corriente excesiva quemará el LED y, con el tiempo, a medida que la batería se agote, los amperios agotados se reducirán, lo que provocará la necesidad de un controlador de corriente constante.

Tengo problemas para encontrar información para mi pregunta : ¿pueden los LED recibir un voltaje por encima de su valor recomendado si la corriente es constante?

Además, una pregunta secundaria, si la corriente es constante a 600 mA y la corriente del led toma 600 mA, ¿entonces no necesito una resistencia?

actualizar:

Gracias por todos sus aportes. @mkeith tenía razón al decir "Creo que el punto de confusión es que no entiendes la relación entre la fuente de alimentación y la carga".

Tenía la impresión de que solo importaba el valor de los amplificadores a través de un led. Pensé que, dado que la compañía sugirió que el controlador con un voltaje de salida mínimo de 18V, cuando el LED del que se hizo referencia, tenía un voltaje de 3-3.3V, eso significaba que la corriente constante era lo que importaba. Estaba preguntando si el voltaje más alto (18V del controlador frente a 3.3V del LED) con los amperios correctos estaría bien.

Tengo que darme cuenta de por qué se sugirió este controlador. cablear el LED de 3V en serie para obtener aproximadamente 18V puede haber sido el uso previsto Además, entiendo mejor la diferencia entre corriente constante y voltaje constante y cómo el LED controlará los amperios (cuando se aplica voltaje constante) y los voltios (cuando se aplica corriente constante)

El controlador no es apropiado para el LED porque el voltaje mínimo del controlador (18 V) es mayor que el voltaje mínimo del LED a 600 mA (3 V). Es probable que el controlador esté diseñado para conjuntos de LED que tienen al menos 6 dados en serie, por lo tanto, 18V.

Cuando alimente el dado LED particular que menciona con una corriente constante entre 600 y 700 mA, obtendrá un voltaje (suponiendo que no haya destruido el LED) que estará entre 3 V y 3.4 V (o tal vez el voltaje se especifica a una corriente particular )

Si no excede la corriente recomendada, el voltaje del LED no debe exceder el rango dado (en realidad disminuirá un poco a medida que el LED se caliente).

Usted sólo se dan a elegir ya sea el voltaje o la corriente. Con un LED, se espera que elija la corriente y el voltaje a través del LED será el resultado de esa corriente. Si intentara ejecutar el LED desde un suministro de voltaje constante, tendría que encontrar el voltaje experimentalmente y no sería estable (y podría matar el LED).

Un LED es un dispositivo muy simple. Se comporta de acuerdo con:

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

O, alternativamente,

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

En los ejemplos anteriores, $n$ es el coeficiente de emisión (algún número que es 1 o mayor, pero probablemente no mucho mayor que 10), $V_T$ es el voltaje térmico (que es $\frac{k\cdot T}{q}=26\:\textrm{mV}$ a temperatura ambiente), y $I_{SAT}$es la corriente de saturación (que es la intersección aparente del eje y en una tabla de escala logarítmica basada en la pendiente de la curva que representa el voltaje frente a la corriente del LED) y a menudo es bastante pequeña, generalmente mucho más pequeña que$10^{-9}\:\textrm{A}$.

Supongamos, en su caso, que el LED está mejor modelado por $n=5$, $I_{SAT}=1\times 10^{-11}\:\textrm{A}$ ($10\:\textrm{pA}$) y $V_T=26\:\textrm{mV}$. Entonces podrías calcular:

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

Ahora, NO puedes forzar simultáneamente tanto el voltaje como la corriente. Puede tener una fuente de alimentación que mantenga un voltaje fijo y simplemente "cumpla" con cualquier corriente necesaria (hasta los límites de cumplimiento especificados de la fuente de alimentación). O puede tener una fuente de alimentación que mantenga una corriente fija y simplemente "cumpla "con cualquier voltaje que se necesite (hasta los límites de cumplimiento especificados). El LED responderá de cualquier manera.

Mencioné algunos valores de "parámetros" arriba para un LED hipotético. Pero los LED varían en todo el lugar. Entonces, digamos que si toma un montón de LED y tiene un equipo especial que simplemente imprime los valores correctos cada vez que conecta un LED diferente. Al usarlo, obtiene la siguiente tabla para seis LED del mismo fabricante:

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

Digamos que tiene una fuente de alimentación que suministra un voltaje fijo de $3.2\:\textrm{V}$y lo hace perfectamente ¿Cuáles serán las corrientes para cada uno de estos diferentes LED que conecte? Bueno, veamos:

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

¡Guauu! Eso es malo. Todos estos LED supuestamente similares producen grandes diferencias en su corriente utilizando esta misma fuente de alimentación de voltaje. Y ninguno de ellos muy cerca de lo supuesto$600\:\text{mA}$, ya sea. Suponiendo que la fuente de alimentación puede entregar más de seis amperios, podría causar daños graves a los LED.

Ahora cambiemos y usemos un suministro de corriente constante diseñado para proporcionar un $600\:\textrm{mA}$ y vea qué sucede con el voltaje del LED, en su lugar:

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

Tenga en cuenta aquí que el rango de voltajes es mucho más pequeño. Todo lo que necesita hacer es encontrar una fuente de alimentación de corriente constante que pueda manejar al menos$5\:\textrm{V}$ más o menos y estás bien.

Sí, proporcioné algunos "clinkers" en los LED de arriba. Sus especificaciones dicen que los LED pasaron de$3\:\textrm{V}$ a $3.4\:\textrm{V}$ a $600\:\textrm{mA}$. Pero ese también es el punto. Si bien las especificaciones le dicen que es estadísticamente poco probable que vea LED fuera de ese rango, el hecho es que todavía encontrará algunos que están fuera de él de vez en cuando.

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Esta variación muy pequeña en el voltaje es una gran razón por la cual las resistencias "limitantes de corriente" funcionan tan bien como lo hacen. Dado que las diferencias en el voltaje abrazo de un pequeño rango, es muy fácil de estimar lo que queda de tensión (dentro de un pequeño margen de error) para la caída de tensión de una resistencia.

Si tiene una tensión de alimentación de $6\:\textrm{V}$ (no una fuente de corriente constante, pero ahora una fuente de voltaje constante de nuevo), entonces puede estar bastante seguro de que la resistencia necesita lo que queda después de la caída del LED de aproximadamente $3.2\pm 0.2\:\text{V}$. El voltaje restante es entonces$2.8\pm 0.2\:\text{V}$. Entonces, si calcula una resistencia que generará la corriente correcta dada la caída de voltaje restante, entonces la corriente real en la práctica no variará tanto porque la caída de voltaje restante para la resistencia tampoco varía tanto.

(Como nota, también puede ver aquí que si utilizó una fuente de alimentación de voltaje constante de $4\:\textrm{V}$, que el voltaje restante de $0.8\pm 0.2\:\text{V}$tiene una variación mucho más amplia , porcentaje sabio. Y esto significa que habría mucha menos consistencia en la corriente del LED como resultado de ese hecho. Entonces, aquí, encuentra que los voltajes más altos para la fuente de alimentación de voltaje constante mejoran la regulación de corriente. Pero este beneficio se produce a expensas de la disipación adicional desperdiciada como calor inútil).

Una fuente de corriente constante a menudo es bastante similar a una fuente de voltaje con una resistencia variable agregada que puede ajustarse para dejar caer la cantidad correcta de voltaje para mantener la corriente constante. Esto se hace con transistores y / o circuitos integrados. Pero el efecto es que, en lugar de una resistencia fija, algunos circuitos adicionales permiten que la fuente de alimentación varíe la resistencia automáticamente. De lo contrario, no es tan diferente.

Un controlador de LED de corriente constante que se especifica como "salida de 18-24 V" significa que el rango de cumplimiento del voltaje de salida (donde se mantendrá la operación CC) en modo de corriente constante es de 18-24 V. Se puede esperar que su uso con una cadena de LED con un voltaje de umbral combinado muy fuera de ese rango haga que se apague (inutilizando la configuración), se sobrecaliente (dañe el controlador) o pierda propiedades de corriente constante (dañando los LED con sobrecorriente).