Limitar la corriente en un LED es muy importante. Un LED se comporta de forma muy diferente a una resistencia en un circuito. Las resistencias se comportan linealmente según la ley de Ohm: V = I*R. Por ejemplo, si se aumenta la tensión a través de una resistencia, la corriente aumentará proporcionalmente, siempre que el valor de la resistencia sea el mismo. Es muy sencillo. Los LEDs no se comportan de esta manera, se comportan como un diodo con una curva I-V característica que es diferente a la de una resistencia
Por ejemplo, existe una especificación para los diodos denominada tensión directa característica (o recomendada, normalmente entre 1,5-4V para los LED). Para que el diodo conduzca o el LED se encienda, hay que alcanzar la tensión directa característica, pero cuando se supera, la resistencia del LED disminuye rápidamente. Por lo tanto, el LED comenzará a consumir mucha corriente y, en algunos casos, se quemará. Se utiliza una resistencia en serie con el LED para mantener la corriente a un nivel específico denominado corriente directa característica (o recomendada).
Si no estás familiarizado con los siguiente conceptos, te recomendamos leer los siguientes tutoriales:
Utilizando el circuito anterior, necesitarás conocer tres valores para determinar el valor de la resistencia limitadora de corriente.
i = Corriente directa del LED en amperios (se encuentra en la hoja de datos del LED)
Vf = Caída de tensión directa del LED en voltios (se encuentra en la hoja de datos del LED)
Vs = tensión de alimentación
Una vez que hayas obtenido estos tres valores, introducelos en esta ecuación para determinar la resistencia limitadora de corriente:
Además, ten en cuenta estos dos conceptos cuando te refieras al circuito anterior.
1.- La corriente i, que sale de la fuente de alimentación, pasa por la resistencia y el LED, y vuelve a tierra, es la misma. (KCL)
2.- La caída de tensión a través de la resistencia, además de la caída de tensión del LED es igual a la tensión de alimentación. (KVL)
Ejemplo 1
¿Qué valor de resistencia limitadora de corriente debes utilizar si tienes un LED y quieres alimentarlo con una tensión de alimentación de Vs = 3,8V?
Para calcular la resistencia limitadora de corriente, primero hay que buscar en la hoja de datos las especificaciones de tensión y corriente directas recomendadas para el LED. En este ejemplo, son 3.1V y 30mA respectivamente. No olvides convertir todas las unidades a voltios, amperios u ohmios, por ejemplo, 1mA = 0.001 amperios.
Si introduces los valores en la ecuación anterior, obtenemos
23,3 ohmios puede ser un valor que no esté disponible comercialemnte, así que redondea al siguiente valor común más alto
Ejemplo 2
¿Y si quieres alimentar un LED de alta potencia? ¿Cuál debería ser la potencia de la resistencia?
El propósito de la resistencia es limitar la corriente y, por lo tanto, utiliza cierta cantidad de energía. Debes asegurarte de que la potencia nominal de tu resistencia sea suficiente para la potencia que se utiliza. La ecuación de la potencia es:
Supongamos que utilizas el LED anterior con una tensión de alimentación de 12V, una tensión directa del LED de 3,9V y una corriente directa total de 1400mA. ¿Qué potencia debería elegir para su resistencia?
La resistencia tiene una caída de tensión y el LED también. Por lo tanto, según la ley de voltaje de Kirchoff:
Si resuelves la caída de tensión de la resistencia, obtienes 8,1V. Ahora tenemos suficiente información para introducir los números en la ecuación de la potencia (asegúrate de convertir todas las unidades a amperios y voltios, por ejemplo, 1400mA = 1,4A):
El valor calculado es de aproximadamente 12 watt. Por lo general, se debe obtener una resistencia con una potencia cercana al doble del valor calculado. Así que una resistencia de unos 20-25 watts sería suficiente. Además, ten en cuenta que una resistencia de 20-25 watts será bastante grande.
Led current limiting resistors. Sparkfun. https://www.sparkfun.com/tutorials/219