Пара вопросов по светодиодным цепочкам

[leonty]

Привет котэ,

Вдруг задумался над таким вопросом и не понял физику процесса:
В цепочке последовательно соединённых диодов почему они открываются? Вот повесили потенциал на анод первого диода, для его открытия на его катоде должен быть потенциал меньший на величину падения напряжения на этом конкретном диоде, скажем 3 вольта. Но на катоде нет никакого потенциала для точки отсчёта, ведь дальше висят ещё другие ЗАКРЫТЫЕ диоды.

И второй практический вопросик:
Дофига схем последовательно-параллельных светодиодных матриц типа такой (схема практически из даташита MC34063).

Но как в таком подключении управляют равенством токов текущих в параллельных ветвях?
Резистор в каждой ветке будет устанавливать ток пропорциональный потенциалу на этом резисторе, а он, в свою очередь, зависит от того сколько упадёт на всех диодах в ветке. Например, нам не повезло, и в одной ветке 3 светодиода с падением 3В, а во второй 3.2В. Ставим токоограничительные резисторы в 50 Ом. Втыкаем 10В. В первой ветке на резисторе останется 1 В и ток установится в 20мА. Во второй на резисторе останется 0.4В и ток будет 8мА. Визуально это даже будет видно невооружённым глазом.

Для сборки своей УФ матрицы я планирую в каждую параллельную ветку вставить такой няшный драйвер NSI45020 (https://static.chipdip.ru/lib/600/DOC012600420.pdf) но... может быть я перемудрил и просто чего-то не понимаю в физике процесса ?

[>TEHb<]

Пускай на последовательную гирлянду светодиодов пришло 10 В. В начале первого светодиода 10 Вольт, а в конце ноль, мы же туда ничего не подавали. Вот он и стал пропускать ток. Пропускал-пропускал, а потом устал, но три вольта себе оставил. Значит в начале второго диода будет уже семь Вольт, а в конце ноль. Потому что туда напряжение никто не подавал. И вот второй диод... Ну и так далее, короче.
На самом же деле, ток через реальный диод равен нулю только при нулевом напряжении на нём, иначе же электроны всё равно потихоньку, но просачиваются.

в одной ветке 3 светодиода с падением 3В, а во второй 3.2В.

Это слишком большой разброс для одинаковых диодов. В реальности всё гораздо ближе.

[leonty]

>TEHb< писал(а):

Пускай на последовательную гирлянду светодиодов пришло 10 В. В начале первого светодиода 10 Вольт, а в конце ноль, мы же туда ничего не подавали.

Нет, там там не ноль. Ведь чтобы там был ноль, его туда нужно подать. Но именно там его нет, до него ещё несколько закрытых pn-переходов. Ведь напряжение - относительная величина, нет абсолютного нуля, в этой точке вообще пространства технически может быть такой же потенциал, как и на нашем плюсе.

>TEHb< писал(а):

Это слишком большой разброс для одинаковых диодов. В реальности всё гораздо ближе.

Насколько ближе? В моём примере 3 диода. Но может быть и 20 штук к примеру. Тогда даже 25 мВ накопленного разброса приведёт к такой проблеме.
(про 3.2 не выдумал - на мою пачку диодов с али продавец говорит Forward Voltage / Current: 3V-3.2V | 20mA).

[>TEHb<]

закрытых pn-переходов

Что это такое, где находится в диоде и какими свойствами обладает? Не нужно отвечать на всё, просто призываю изучить таки ВАХ реального диода.

с али продавец говорит Forward Voltage / Current: 3V-3.2V | 20mA).

Китайцы могут хоть что насыпать, с них станется. Но вообще это гарантированный диапазон напряжений на любом экземпляре светодиода этой модели. Брать же, желательно, вообще из одной партии. И вот когда разброс известен, тогда уже и выбирается такой резистор, чтобы в худшем случае разброс токов был в пределах допустимой величины. Ну либо и правда источник тока. В кустарных условиях можно тупо и резистор подобрать.

[Kostin-cx]

не понял физику процесса

хотел бы тебе напомнить школу, наверное....проводящие вещества имеют свободные заряды (электроны) по ВСЕЙ длине цепи...ТОК (направленное движение) этих зарядов возникает при воздействии электромагнитного ПОЛЯ...
а поле возникает СРАЗУ вдоль всего проводника при приложении разности потенциалов (напряжения).
а то начинаешь выдумывать типа ток - это поток воды, что пока по трубе не пройдёт, то на выходе не капнет...

Последний раз редактировалось Kostin-cx Пт ноя 03, 2023 18:35:46, всего редактировалось 1 раз.

[leonty]

>TEHb< писал(а):

закрытых pn-переходов

Что это такое, где находится в диоде и какими свойствами обладает? Не нужно отвечать на всё, просто призываю изучить таки ВАХ реального диода.

А что даст ВАХ? Она оперирует сразу уже приложенными потенциалами и к одному диоду. А мне непонятно взаимодействие нескольких диодов в пределах цепи, как поле распространяется через потенциальные барьеры закрытых диодов.

Добавлено after 3 minutes 44 seconds:

Kostin-cx писал(а):

не понял физику процесса

хотел бы тебе напомнить школу, наверное....проводящие вещества имеют свободные заряды (электроны) по ВСЕЙ длине цепи...ТОК (движение) этих зарядов возникает при воздействии электромагнитного ПОЛЯ...
а поле возникает СРАЗУ вдоль всего проводника при приложении разности потенциалов (напряжения).
а то начинаешь выдумывать типа ток - это поток воды, что пока по трубе не пройдёт, то на выходе не капнет...

Нет, не сразу В нашем случае, при приложении разности потенциалов к концам цепи, электромагнитное поле в нём распространяется через носители - электроны (это не связано с их движением) со скоростью специфичной для данного проводника. И если где-то по пути встречается зона без носителей (диэлектрик), то поле дальше не распространяется.
Также в нашем случае нет "свободных заряды по всё длине цепи" так как есть pn-переходы диодов с их обеднённой основными носителями слоями. Уже не говоря про потенциальный барьер, который ещё больше мешает.
Так что не надо мне "напоминать школу" с её обобщениями и упрощениями типа "ток течёт от плюса к минусу" и "поле возникает сразу вдоль всего проводника". Вчитайтесь в суть вопроса сначала. Ну и тыкать не надо тоже.

[Света]

Мдааа....
Во-первых, поле распространяется со скоростью света, то есть, практически мгновенно.
Во-вторых, в цепи ток возникает мгновенно одинаковый по всей цепи. Если что-то где-то закрыто, то тока в цепи не будет, то есть, на абсолютно на всех светодиодах будет ноль вольт.
Ну и если в одной ветке ток получился меньше необходимого, поставьте резистор меньшей величины, и всё...

[leonty]

Спасибо за прописные истины, никогда не отказываюсь повторить их и даже таблицу умножения пересматриваю с удовольствием. Но вы не сказали ничего чтобы ответить на мои вопросы в первой мессаге. Вчитайтесь в суть вопросов, пожалуйста. Ставить резистор или нет, я не спрашивал.

ps: кстати, что означает фраза "на всех светодиодах будет ноль вольт" ? Если я на диод 200 милливольт подам, то сколько на нём будет? ))

[Света]

Светодиод для тока - это просто какое-то сопротивление. Если Вы вырвете светодиод из цепи и на него подадите какое-то напряжение, то на нём и будет это напряжение. Если он стоит в цепи с кучей светодиодов и в цепи не будет тока (например сгорел один из светодиодов), то на нём будет напряжение равное нулю, несмотря на то, что цепь запитана каким-то напряжением. Поэтому Ваш первый пост - это сплошная белиберда... (изучайте закон Ома).

[>TEHb<]

А что даст ВАХ?

Понимание, что "закрытых" ПН переходов не существует. Это абстракция. Через любой переход в реальности течёт какой-то ток.

Ведь напряжение - относительная величина, нет абсолютного нуля, в этой точке вообще пространства технически может быть такой же потенциал, как и на нашем плюсе.

Ну... Как бы электрический ноль есть абсолютный. Это не как пространство, а скорее как температура. Но для расчётов это действительно неважно.

[leonty]

>TEHb< писал(а):

А что даст ВАХ?

Понимание, что "закрытых" ПН переходов не существует. Это абстракция. Через любой переход в реальности течёт какой-то ток.

Это немного проясняет. Я думал, что вы к этому клоните, пересмотрел какое-то кол-во картинок в гугле, все они назывались "...реального...", но при этом половина из них показывает нулевой ток до потенциала открытия pn-перехода ))

То есть если на цепь из трёх диодов с падением на каждом в 3В подать 8В, то в середине цепи, между первым и вторым и вторым и третьим будут какие-то потенциалы?

[>TEHb<]

Обязательно будут. И, скорее всего, на каждом из них падение будет приблизительно одинаково.

[valentinovich]

картинок в гугле ... они назывались "...реального...", но при этом половина из них показывает нулевой ток до потенциала открытия pn-перехода

И дался вам этот Гугл и голимая теория о "двух гвоздях". Напомню - вы находитесь на "электронном" форуме и не засоряя форум измышлизмами, Имхо предполагается, что вы запросто можете провести данный эксперимент. Что с одним диодом (причём разных производителей), что с цепочкой. А ещё диоды, хоть они все и "диоды", но могут быть весьма разные, как по назначению, так и по характерисикам. Смотрите не Гугл, а даташиты на конкретные диоды и их ВАХ. И этого вполне достаточно, чтобы что-то выбрать для что-то сделать, вместо изображать бурную, но пустую мыслительную деятельность.

[leonty]

valentinovich писал(а):

И дался вам этот Гугл и голимая теория о "двух гвоздях". Напомню - вы находитесь на "электронном" форуме и не засоряя форум измышлизмами, Имхо предполагается

Это раздел "обучалка/теория" - место где можно задать любой вопрос по теории. Если вас такие разделы напрягают и вам нечего по сути ответить, чего вы в них заходите, есть же другие с сугубо одной практикой, вам там без лишних слов зададут сложные вопросы про какую-нибудь диаграмму направленности pcb-антенны или как дифпарой катушку на пути обойти правильно, блеснёте конкретикой.

valentinovich писал(а):

вы запросто можете провести данный эксперимент. Что с одним диодом (причём разных производителей), что с цепочкой. А ещё диоды, хоть они все и "диоды", но могут быть весьма разные, как по назначению, так и по характерисикам. Смотрите не Гугл, а даташиты на конкретные диоды и их ВАХ. И этого вполне достаточно, чтобы что-то выбрать для что-то сделать, вместо изображать бурную, но пустую мыслительную деятельность.

Эксперимент, я, конечно, сделаю, это интересно самому.
Но все остальные ваши рассуждения как раз и есть пустые измышлизмы. Без теоретического объяснения феномена, частный результат одного эксперимента ни логически ничего не доказывает, ни объясняет, ни может быть обобщён. За объяснением физики процесса переноса потенциала через pn-переходы с их потенциальными барьерами я сюда и пришёл. Факт того, что цепочка диодов откроется я под сомнение не ставил (и как резисторы в цепь ставить тоже не спрашивал).
Так что мыслительная деятельность есть и начало и конец этой ветки, спасибо ТЕНьи за спокойные объяснения.

[Martian]

Закон Ома надо знать до этого раздела. Вообще до прихода на форум. Обучение и теория не являются синонимом потаканию идиотизму.

[valentinovich]

Блин, прям какой-то вал агрессивных неучей.
Они видите ли соизволили придти в сюда. И в связи с этим знаменательным событием им тут все обязаны. А если нет, или люди пытаются указать на, мягко говоря, некоторую неподготовленность вопрошающего. ибо он не в состоянии понять объяснение, то возмущению нет предела.
И эти завтра придут в мир электроники? Абалдеть!

[HochReiter]

Понимание, что "закрытых" ПН переходов не существует. Это абстракция. Через любой переход в реальности течёт какой-то ток.

Заменим светодиоды на конденсаторы: через хороший конденсатор ток течёт настолько малый, что можно его не учитывать. Два последовательно соединенных конденсатора, к ним приложено постоянное напряжение.
Вопрос 1: каким будет потенциал в точке соединения конденсаторов, вопрос 2: при каком напряжении произойдёт пробой, если один конденсатор пробивается при 100 В ? С конденсаторами оно нагляднее, чем со светодиодами.

[>TEHb<]

Заменим светодиоды на конденсаторы:

Так это же совсем другая задача. И ответ зависит в том числе от первоначального состояния всей этой штуки, если уж токи вовсе не учитывать.

[ciaas]

leonty,
Имеем 2 точки в пространстве плюс земля. Потенциал точки 1=3В
Потенциал точки 2=13В. Относительно к земле.
Ооочень высокоомным омметром в теории можно видеть, как потенциал на линии между точками будет от 3 до 13В. Вне зависимости, что именно есть на этом пути: диэлектрик, проводник, вакуум- что угодно. Если между точками пространство однородно, потенциал меняется пропорционально пути.
Если точки соединены резистором, цепочкой резисторов или чего угодно, потенциалы распределяются в соответствии со свойствами элементов. Например, соединим точки реальным проводником и допустим что потенциалы точек созданы идеальным источником, то потенциалы распределяются пропорционально с расстоянием. Ток в этом случае огромный.
ПОЛЕ распространяется вне зависимости от среды со скоростью, зависящей от свойств этой среды ( а не со скоростью света,Света).

[HochReiter]

>TEHb<, задача та же самая, и ответ на неё тот же самый. Начальное состояние в обоих задачах одинаково: конденсаторы/ёмкости pn-переходов разряжены.