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LED 회로 구성

 

순방향 전압

LED의 정방향으로 전류를 흘릴 때, 애노드 · 캐소드 사이에 발생하는 전압을 순방향 전압 (VF)이라고 합니다. 단위는 전압이므로 V (볼트)입니다.
데이터 시트 등에는, 흐르는 전류에 따라 발생하는 순방향 전압의 특성 그래프 <순방향 전류 (IF) – 순방향 전압 (VF) 특성>이 게재되어 있습니다.
이 특성은, 실제로 LED 점등 회로 검토 시, 가장 고려해야 할 중요한 특성 항목입니다.

이 순방향 전류 (IF) – 순방향 전압 (VF) 특성은, LED 소자의 재질 및 사이즈, 발광색에 따라 달라집니다. 또한, 주위 온도에 따라서도 변화합니다. 뿐만 아니라, 반도체 특유의 특성치 분포, 즉 편차도 가지고 있습니다.
LED의 동작이 정전류 구동인 경우, 순방향 전압 (VF)의 변화는 심각하게 문제시되지 않지만, 정전압 구동인 경우에는 변화 및 편차를 고려하여 설계할 필요가 있습니다.

LED 점등 회로

【직렬 점등 회로의 경우】
LED를 정전압 구동으로 직렬 점등하는 경우, 일반적으로는 하기 그림과 같이, 전류를 제어하는 저항을 LED와 직렬로 배치하여 회로를 구성합니다.

이 회로의 경우, 먼저 순방향 전류 (IF) – 순방향 전압 (VF) 특성에서 점등하는 LED의 순방향 전류 (IF)와 그 순방향 전압 (VF)의 값을 도출합니다.
그 값을 상기 식에 입력하여 계산함으로써, R (전류 제어 저항)의 값을 결정합니다.

【병렬 점등 회로의 경우】
LED를 정전압 구동으로 병렬 배치하는 경우에는, 위에서 기술한 직렬 점등 회로를 병렬로 배열하고 각 LED마다 제어 저항을 배치하여 회로를 구성하기를 권장합니다.
병렬 LED 점등 회로 예 1
【병렬 LED 점등 회로 예 1】

LED의 순방향 전류 (IF) – 순방향 전압 (VF) 특성은, 소자의 재질 및 발광색에 따라 달라지며, 동일한 재질과 발광색일 경우에도 반도체 특유의 특성으로 인해 각각 편차가 있습니다.
하기 그래프와 같이, LED①과 LED②의 순방향 전압 (VF) 값이 다른 경우, 저항 1개로 전류를 제어하면, 각각의 LED에 흐르는 전류 (IF1 및 IF2)를 제어하기 어렵습니다.
각 LED마다 저항을 배치하여 구성하는 회로에서는 각각의 LED에 흐르는 전류 (IF1 및 IF2)를 설정할 수 있으므로, 전류치를 맞추거나, 밝기의 편차를 억제하는 등 임의의 설정이 용이해집니다. 또한, 입력전압 (Vin)을 높게 설정하는 등 저항에 걸리는 전압분을 크게 함으로써 편차에 대응하는 설계도 가능합니다.

  • 순방향 전류 (IF) - 순방향 전압 (VF) 특성 예 2 【순방향 전류 (IF) - 순방향 전압 (VF) 특성 예 2】
  • 【병렬 LED 점등 회로 예 2】

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