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질문할때는 다음 사항을 정확히 설명해주셔야 답변하시는 분도 최대한 정답에 가깝에 답할 수 있습니다.
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| 1. 전원사양, 전자부품등 개발환경 :
| 2. 전자부품이나 회로의 제어목적 :
| 3. 증상과 예상되는 문제점 :
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초보자가 이해하기 쉽게 부탁 드릴께요^^;;
좋은 하루 되세요
하드웨어 설계 및 개발에 대하여 개발자들이 자유롭게 토론하는 공간입니다.
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V=I * R 공식은 아시죠?
LED 사양에 보시면 전압과 전류에 대한 사양이 있을거에요.
예를 들어 3V @ 20mA LED 라고 했을 경우 ( 최대허용 전류값이 30mA 라고 가정)
LED 내부 저항은 얼마로 환산 될까요? R=3V/ 20mA = 3000mV/20mA = 150ohm 되겠죠.
그런데 3V가 아닌 6V 전압을 LED에 인가하면 어떻게 될까요?
3V @ 20mA LED에 6V를 인가하면 전류는 I = 6V/ 150ohm = 40mA , 전압이 두배 증가했으므로
전류도 두배 증가합니다. ( 공식이죠? 전압과 전류는 비래한다)
즉, 40mA가 흐르게되어 LED는 운명을 달리하겠죠. 사실상 10mA 더 증가한다고 바로 LED가 고장나지는 않을 거에요
보통보다 밝은 빛을 발산하면서 평균 수명보다 아주 빨리 고장나겠죠.
그럼 6V를 인가할때 저항을 얼마를 직렬로 연결하면 3V와 같은 조건 일까요?
3V @ 20mA 전류가 흐르고 있었으므로 직렬 저항에도 20mA가 흐르면 되겠죠?
R= 3V / 20mA = 150 ohm ( 6V = LED양단전압(3V) + 저항양단전압 )
하지만 단순 저항 150ohm을 추가한다고 LED가 안전한 것은 아닙니다. 왜냐하면
LED가 빛을 내면서 열이 생기고, 열이 생기면 내부저항이 감소,,,,, 전류가 증가합니다.
직렬 저항에도 똑같은 현상.. 저항에는 P=V.I = 3V * 20mA = 60mW 만큼 전력을 소모하죠.. 열로
즉, 저항에도 열이 생기면서 .. 상승하는 만큼 저항값이 감소하며 , 감소한 만큼 전류가 더 증가되겠죠.
단순히 저항으로만 전류를 제어할 수 없다는 얘기며, 정전류 회로가 추가되어야 조금 더 안정적인
LED 회로라 할 거 같네요 ..
쉽게 설명하려는데.. 영... 복잡해진듯 ㅡ.ㅡ;;;
다이오드의 V-I 특성 곡선을 살펴 보기로 하십시다. 다이오드에 순방향으로 전압을 걸 때 전압이 일정값에 도달할 때까지는 전류가 거의 흐르지 않습니다. 그런데, 이 전압값이 일정 이상이 되면 그 순간부터는 아주 큰 전류가 흐를 수 있게 됩니다. 이 전압을 다이오드의 순방향 바이어스 전압이라고 합니다. 일반적인 실리콘 다이오드의 경우 이 전압은 약 0.6-0.7V입니다. LED의 경우 이 순방향 바이어스 전압이 LED의 특성에 따라 1.5V정도-3V 정도로 높기는 하지만 순방향으로 걸어 주는 전압이 이 전압보다 높아지면 아주 큰 전류가 흐를 수 있습니다. 일반 다이오드든 LED든 순방향 전압 이상의 전압이 걸리면 아주 큰 전류가 흐르게 되겠지요. 그러면, 그 다이오드에 걸린 전압에 전류를 곱한 것만큼의 전력이 다른 형태의 일률(열 및 빛)로 변환되게 됩니다.
그런데, 다이오드나 LED의 특성곡선에서 볼 수 있는 것과 같이 순방향 바이어스 전압 이상의 전압에서는 전압이 아주 약간만 변해도 전류의 변화가 아주 급격하기 때문에 전압을 조절하여 전류를 원하는 값만큼 흘려 주는 일이 그리 용이하지 않습니다.
자 이제 LED 또는 다이오드에 적당한 저항 R을 직렬로 연결한 경우를 생각해 봅시다. 두 소자를 직렬로 연결한 회로에 전압 V를 걸어 보기로 합시다. 그리고 이 전압은 다이오드의 순방향 바이어스 전압 VB보다 높다고 가정해보기로 합시다. 그러면 저항 양단에 걸리는 전압은 거의 V-VB가 될 것입니다. 그러면 이 회로에 흐르는 전류는 얼마가 될까요? 그렇습니다. 전류 I=(V-VB)*R이 되겠지요. 전류가 제법 큰 범위내에서 변화하더라도 다이오드(또는 LED) 양단에 걸리는 전압은 거의 VB로 일정하기 때문에 저항과 다이오드가 직렬로 연결된 회로의 전류를 저항 R의 값을 적당히 정하여 조절할 수 있게 되는 것입니다.
바로 이런 이유에서 LED에 직렬로 연결하는 저항을 안정 저항(BALLAST RESISTOR)이라고 부릅니다. 다이오드나 LED와 비슷한 전압-전류 특성을 가지는 대상으로 가스 방전관이 있습니다. 여기서도 전류를 원하는 값으로 제어하기 위해서 정전류 전원장치를 이용하거나 정전압 전원을 사용하면서 임피든스를 가지는 소자를 직렬로 연결하여 원하는 전류가 흐르도록 제어하는 방법을 쓰게 됩니다. 후자의 방법이 비용이 적게 들기 때문에 저가에 시스템을 구성하는 경우에는 많아 쓰입니다. 우리가 늘 쓰는 형광등에도 안정기(BALLAST)라고 하는 임피든스를 직렬로 연결하여 흐르는 전류를 제어하지요.
좋은글 잘보았읍니다.... 감사합니다^^