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我创建了一个分压器电路，用于将 28V 输入电压降低到 3V 以下，用于红色 LED 的输出。使用的电阻器为 5.1k 和 1.5k 欧姆。理论上，这些值应该提供 6.36V 的输出，但当我用万用表测量二极管两端的电压时，它显示 1.8V。

这怎么可能？这和 LED 的负载效应有关吗？还是其他原因。

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    欢迎！请画出您拥有的电路图及其连接方式。听起来您的 LED 的 Vf 正在钳制电压，但细节决定成败。
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    它是原始机器28V还是经过调节的清洁机器？
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    这是用于测试的电源
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6 个回答
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您已计算出无负载条件下的分压器。只要没有连接任何消耗电流的东西，计算出的电压就是正确的。当您连接负载时，额外消耗的电流将添加到流过顶部电阻器的电流中，从而导致电压进一步下降。

对于电阻负载，这可以很容易地计算出来，只需使用底部电阻和并联负载重新计算即可，但对于非线性设备（例如二极管），这将有点棘手。 LED 的正向电压取决于其结构和电流，不同颜色的电压会有所不同。如果您的 LED 在流过它的电流下正向电压为 1.8 V，那么这就是您在其上测量的电压，分压器不会产生太大影响。您可能应该做的是计算单个电阻，通过将源电压减去正向电压除以所需电流来将 LED 电流限制在其额定值范围内。

因此，如果你想要通过 LED 提供 10 mA 电流，你需要一个降压电阻

Rd罗普​​=二十八五− 1.8 V10毫安​= 2620 ΩRdro页=二十八五−1.8五10米一个=2620Ω

R_{drop}=\frac{28V-1.8V}{10mA}=2620\Omega

您在评论中指出，降低电源电压时 LED 会变暗。这是正常现象，较低的电压会降低电流。假设您将其降低到 20 V，这将使您

我乐​德=20伏− 1.8 V2620 Ω= 6.95米​我大号埃德=20五−1.8五2620Ω=6.95米一个

I_{LED} = \frac{20V-1.8V}{2620\Omega}=6.95 mA

LED 会变暗，因为 LED 的亮度主要取决于流过的电流。

如果您希望 LED 亮度在一定电源电压范围内保持恒定，则需要使用恒定电流源或电压调节器来保持 LED 和电阻器的电压恒定。

假设您的电源电压范围为 15V 至 28 V，您可以使用 9 V 稳压器通过 720 Ω 电阻器为 LED 供电，LED 电流和亮度将保持恒定在 ~10 mA。

以下是恒流源与简单电阻的对比示例。在 20 V 至 30 V 的电源电压范围内，CCS 将 LED 电流保持在 350 uA 以内，而使用电阻时，LED 电流变化在 3.8 mA 左右，是 CCS 的 10 倍以上。

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LED – 止回阀类比

LED 是二极管（发光）。二极管是电子止回阀。（顺便说一句，在旧无线电术语中，美国人称之为“管子”，而英国人称之为“阀门”。这是因为它们具有整流特性，并且它们的行为类似于水系统中的某种阀门。）

图 1. 二极管止回阀类比。

如果您查看上图中的止回阀，应该清楚弹簧通常会将球保持在原位并防止回流。当“向前偏置”时，球形截止阀可以逆着弹簧移动，但需要一些初始压力才能移动球。这会导致阀门上的压力下降：下游压力将小于入口压力。

类似地，PN 结会引起电压降。对于硅，电压降约为 0.7 V。由于晶体管的基极-发射极中有一个 PN 结，因此当正向偏置时，可以预期电压降为 0.7 V。

进一步类比，我们还可以看到，由于阀门收缩，压力会进一步下降。通过阀门推入的水越多，压力就会下降得越多。这将添加到最初打开阀门所需的初始压力下降中。由此产生的压力下降图将与下面的 I vs V 曲线之一非常相似。

图 2.

请注意，随着电流的增加，二极管两端的电压也会增加，但不与电流成比例。就您而言，在相当宽的电阻值范围内，更改电阻值的影响有限。

所有图片均来自 ，均为我的。

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LED 的正向电压约为 1.8V，因此无论 LED 是由分压器还是串联电阻供电，LED 上的电压都会为 1.8V。

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    但是当我降低电源电压时，LED 变暗了。如果分压器没有任何区别，那么是什么阻止我将 LED 直接连接到输入电压中？
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    “但是当我降低电源电压时，LED 会变暗”，因为分压器相当于串联电阻，而你正在降低电阻两端的电压，从而降低电流。如果你将它直接连接到电压源，并且它能够提供足够的电流（很可能是这样），LED 将被损坏@MaksimKasnedelchev
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    那么我需要使用分压器吗？或者我只需串联使用一个电阻器就可以了？
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    @MaksimKasnedelchev 正如所解释的那样，没有任何电阻，LED 就会爆炸。但无论您使用的是分压器还是简单的串联电阻，在这两种情况下，当您降低电源电压时，LED 都会变暗，因为流过 LED 的电流较少。
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    @Rmano 有时这可能有意义。有时可能没有。我们无法知道在这种情况下最佳解决方案是什么，但通常 LED 会因一些大容量电容器中的残留电荷而昏暗地发亮，而 LED 上的额外电阻器将确保电容器完全放电，而不是被钳位到 1.8V LED 电压，微安电流保持 LED 发亮。
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和LED的负载效应有关系吗

是的。这是分压器的等效电路：

示意图

正如您所见，LED 上仅 2mA 的电流就会导致电阻上几伏的电压损失。

（6，36-1，8 ）/1159≈3.9毫安​​​​​​​​​​（6，三十六−1，8）/1159≈3.9米一个

(6,36-1,8)/1159 \approx 3.9 mA

( 28 − 1 , 8 ) / 3.9 m A ≈ 6.7 k Ω（二十八−1，8）/3.9米一个≈6.7钾Ω

(28-1,8)/3.9 mA \approx 6.7 k\Omega

6.8kΩ​​6.8钾Ω6.8 k\Omega对于 28V 输入的串联电阻来说，这是一个接近 5% 的标准值，其功耗约为 100 mW。

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仅供参考，LED 在导通时具有特征正向电压，具体取决于其颜色和类型。对于红色 LED，此正向电压通常在 1.8V 至 2.2V 之间。这是 LED 开始导通和发光所需的电压。由于您测量的 LED 两端电压为 1.8V，因此这似乎是其工作的正向电压。

这是由于分压器上的负载效应。当负载可忽略不计或与分压器中的电阻相比具有非常高的阻抗时，分压器可以完美工作。然而，LED 就像一个非线性负载。它的行为不像高电阻负载，而是在正向偏置后传导并将电压钳位到其正向电压。

在您的例子中，分压器设计为无负载输出 6.36V。一旦 LED 连接为负载，它会将电压拉低至其正向电压，在本例中为 1.8V。

本质上，LED 通过吸收电流并将电压钳位到正向电压来调节其两端的电压。

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    LED 如何将电压拉低至正向电压？它里面有其他东西可以做到这一点吗？此外，LED 可以降低任何电压吗？还是需要将其降低到特定值？
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    LED 是一种二极管，二极管具有阈值电压，称为正向电压。这是二极管传导电流所需的最小电压。对于 LED，正向电压取决于 LED 的材料和颜色。当您在 LED 上施加高于此正向电压的电压时，LED 开始传导电流，并且 LED 上的电压被“钳位”在此正向电压。
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    当你的 LED 变为“开”时，我的意思是当它两端的电压高于阈值电压时，你的 LED 的阻抗会变得非常小，因此当你将 LED 与 1.5k 并联时，最低的阻抗获胜，这就是为什么你的电路输出端的电压（6.36V）下降的原因
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LED 通常可以处理相当多的电压。它们通常关心的是电流，而不是电压。因此，为 LED 供电的正确方法不是通过分压器，而是通过普通的串联电阻。在您的原理图中，大部分电流都流过 LED，几乎没有电流流过 1.5k 电阻，而电阻只是占用了电路板空间。因此，您测量的电压可能非常接近指定的 LED 正向电压。

示例：假设我们有 2 V fwd，LED 的额定电流为 20mA。但在该电流下，它会像太阳一样发光，我们实际上只需要 5mA。因此：

（28-2）/5*10^-3=5.2k。

好吧，但 5.1k 是标准 E 系列。结论：串联一个 5k1 电阻，就完成了。或者，对于你的情况，可能只需拆焊无用的 1.5k 电阻。

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