Как подобрать сопротивление для светодиода: Как рассчитать ограничивающий резистор для светодиода? | Статьи

Расчет резистора для светодиодов: примеры, онлайн калькулятор

При подключении светодиодов небольшой мощности чаще всего используется гасящий резистор.  Это наиболее простая схема подключения, которая позволяет получить требуемую яркость без использования дорогостоящих драйверов. Однако, при всей ее простоте, для обеспечения оптимального режима работы необходимо провести расчет резистора для светодиода.

Содержание

1. Светодиод как нелинейный элемент
2. Как подобрать резистор для одиночного светодиода
3. Расчет резистора при подключении нескольких светодиодов
4. Программы для расчета сопротивления
5. Заключение

Светодиод как нелинейный элемент

Рассмотрим семейство вольт-амперных характеристик (ВАХ) для светодиодов различных цветов:

Эта характеристика показывает зависимость тока, проходящего через светоизлучающий диод, от напряжения, приложенного к нему.

Как видно на рисунке, характеристики имеют нелинейный характер. Это означает, что даже при небольшом изменении напряжения на несколько десятых долей вольта, ток может измениться в несколько раз.

Однако при работе со светодиодами обычно используют наиболее линейный участок (т.н. рабочую область) ВАХ, где ток изменяется не так резко. Чаще всего производители указывают в характеристиках светодиода положение рабочей точки, то есть значения напряжения и тока, при которых достигается заявленная яркость свечения.

На рисунке показаны типовые значения рабочих точек для красных, зеленых, белых и голубых светодиодов при токе 20 мА. Здесь можно заметить, что led разных цветов при одинаковом токе имеют разное падение напряжения в рабочей области. Эту особенность следует учитывать при проектировании схем.

Представленные выше характеристики были получены для светоизлучающих диодов, включенных в прямом направлении. То есть отрицательный полюс питания подключен к катоду, а положительный – к аноду, как показано на картинке справа:

Полная же ВАХ выглядит следующим образом:

Здесь видно, что обратное включение бессмысленно, поскольку светодиод не будет излучать, а при превышении некоторого порога обратного напряжения выйдет из строя в результате пробоя.  Излучение же происходит только при включении в прямом направлении, причем интенсивность свечения зависит от тока, проходящего через led. Если этот ток ничем не ограничивать, то led перейдет в область пробоя и перегорит. Если нужно установить рабочий светодиод или нет, то Вам будет полезна статья подробно раскрывающая все способы проверки led.

Как подобрать резистор для одиночного светодиода

Для ограничения тока светоизлучающего диода можно использовать резистор, включенный таким образом:

Теперь определяем, какой резистор нужен. Для расчета сопротивления используется формула:

где U пит  — напряжение питания,

U пад- падение напряжения на светодиоде,

I — требуемый ток светодиода.

При этом мощность, рассеиваемая на резисторе, будет пропорциональна квадрату тока:

Например, для красного светодиода Cree C503B-RAS типовое падение напряжения составляет 2.1 В при токе 20 мА. При напряжении питания 12 В сопротивление резистора будет составлять

Из стандартного ряда сопротивлений Е24 подбираем наиболее близкое значение номинала – 510 Ом. Тогда мощность, рассеиваемая на резисторе, составит

Таким образом, потребуется гасящий резистор номиналом 510 Ом и мощностью рассеивания 0.25 Вт.

Может сложиться впечатление, что при низких напряжениях питания можно подключать led без резистора. На этом видео наглядно показано, что произойдет со светоизлучающим диодом, включенного таким образом, при напряжении всего 5 В:

Светодиод сначала будет работать, но через несколько минут просто перегорит. Это вызвано нелинейным характером его ВАХ, о чем говорилось в начале статьи.

Никогда не подключайте светодиод без гасящего резистора даже при низком напряжении питания. Это ведет к его выгоранию и, в лучшем случае, к обрыву цепи, а в худшем – к короткому замыканию.

Расчет резистора при подключении нескольких светодиодов

Подключить несколько led можно двумя способами: последовательно и параллельно. Схемы включения показаны ниже. Не забудьте почитать более подробно про способы подключения светодиодов.

При последовательном соединении используется один резистор, задающий одинаковый ток всей цепочке led. При этом следует учитывать, что источник питания должен обеспечивать напряжение, превышающее общее падение напряжения на диодах. То есть при соединении 4 светодиодов с падением 2.5 В потребуется источник напряжением более 10 В. Ток при этом для всех будет одинаковым. Сопротивление резистора в этом случае можно рассчитать по формуле:

где  — напряжение питания,

— сумма падений напряжения на светодиодах,

— ток потребления.

Так, 4 зеленых светодиода Kingbright L-132XGD напряжением 2.5 В и током 10 мА при питании 12 В потребуют резистора сопротивлением

При этом он должен рассеивать мощность

При параллельном подключении каждому светоизлучающему диоду ток ограничивает свой резистор. В таком случае можно использовать низковольтный источник питания, но ток потребления всей цепи будет складываться из токов, потребляемых каждым светодиодом. Например, 4 желтых светодиода BL-L513UYD фирмы Betlux Electronics с потреблением 20 мА каждый, потребуют от источника ток не менее 80 мА при параллельном включении. Здесь сопротивление и мощность резисторов для каждой пары «резистор – led» рассчитываются так же, как при подключении одиночного светодиода.

Обратите внимание, что и при последовательном, и при параллельном соединении используются источники питания одинаковой мощности. Только в первом случае потребуется источник с большим напряжением, а во втором – с большим током.

Нельзя подключать параллельно несколько светодиодов к одному резистору, т.к. либо они все будут гореть очень тускло, либо один из них может открыться чуть раньше других, и через него пойдет очень большой ток, который выведет его из строя.

Программы для расчета сопротивления

При большом количестве подключаемых led, особенно если они включены и последовательно, и параллельно, рассчитывать сопротивление каждого резистора вручную может быть проблематичным.

Проще всего в таком случае воспользоваться одной из многочисленных программ расчета сопротивления. Очень удобным в этом плане является онлайн калькулятор на сайте cxem.net:

https://cxem.net/calc/ledcalc.php

Он включает в себя небольшую базу данных самых распространенных светодиодов, поэтому необязательно вручную набирать значения падения напряжения и тока, достаточно указать напряжение питания и выбрать из списка нужный светоизлучающий диод. Программа рассчитает сопротивление и мощность резисторов, а также нарисует схему подключения или принципиальную схему.

Например, с помощью этого калькулятора был рассчитан резистор для трех светодиодов CREE XLamp MX3 при напряжении питания 12 В:

Также программа обладает очень полезной функцией: она подскажет цветовую маркировку требуемого резистора.

Еще одна простая программа для расчета сопротивления разработана Сергеем Войтевичем. Скачать программу можно по этой ссылке.

Здесь уже вручную выбирается способ подключения светодиодов, напряжение и ток. Программа не требует установки, достаточно распаковать ее в любую директорию.

Заключение

Гасящий резистор – самый простой ограничитель тока для светодиодной цепи. От его подбора зависит ток, а значит, интенсивность свечения и долговечность led. Однако следует помнить, что при больших токах на резисторе будет выделяться значительная мощность, поэтому для питания мощных светодиодов лучше применять драйверы.

Расчет ограничивающего ток резистора для светодиода, формулы и калькулятор

Часто при изготовлении разнообразных устройств возникает необходимость использовать светодиоды и светодиодные индикаторы. Будем полагать что вы знаете что такое светодиод и какие они бывают.

Подключение светодиода к источнику питания выполняется, как правило, через ограничивающий ток резистор (гасящий резистор). Ниже описаны принципы и формулы для расчета гасящего резистора, а также небольшой калькулятор для быстрого подсчета.

Расчет гасящего резистора для светодиода

Первым делом разберемся как выполнить расчет сопротивления гасящего резистора, от чего оно зависит и какой мощности должен быть резистор для питания светодиода от источника питания.

Рис. 1. Схема подключения светодиода к источнику питания через резистор.

Как видим из схемы, ток (I) через резистор и светодиод протекает один и от же. Напряжение на резисторе равно разнице напряжений питания и напряжения на светодиоде (VS-VL). Здесь нам нужно рассчитать сопротивление резистора (R), при котором через цепь будет протекать напряжение I, а на светодиоде будет напряжение VL.

Допустим что мы будем питать светодиод от батареи напряжением 5В, как правило такое питающее напряжение используется при питании микроконтроллерных схем и другой цифровой техники.

Вычислим значение напряжения на гасящем резисторе, для этого нам нужно знать падение напряжения на светодиоде, это можно выяснить по справочнику для конкретного светодиода.

Примерные значения падения напряжения для светодиодов (АЛ307 и другие маломощные в подобном корпусе):

• красный — 1,8…2В;
• зеленый и желтый — 2…2,4В;
• белые и синие — 3. ..3,5В.

Допустим что мы будем использовать синий светодиод, падение напряжения на нем — 3В.

Производим расчет напряжения на гасящем резисторе:

Uгрез = Uпит — Uсвет = 5В — 3В = 2В.

Для расчета сопротивления гасящего резистора нам нужно знать ток через светодиод. Номинальный ток конкретного типа светодиода можно узнать по справочнику. У большинства маломощных светодиодов (наподобии АЛ307) номинальный ток находится в пределах 10-25мА.

Допустим что для нашего светодиода

номинальный ток для его достаточно яркого свечения составляет 20мА (0,02А). Получается что на резисторе будет гаситься напряжение 2В и проходить ток 20мА. Выполним расчет по формуле закона Ома:

R = U / I = 2В / 0,02А = 100 Ом.

В большинстве случаев подойдет маломощный резистор с мощностью 0,125-0,25Вт (МЛТ-0,125 и МЛТ-0,25). Если же ток и напряжение падения на резисторе будет очень отличаться то не помешает произвести расчет мощности резистора:

P = U * I = 2В * 0,02А = 0,04 Вт.

Таким образом, 0,04 Вт явно меньше номинальной мощности даже для самого маломощного резистора МЛТ-0,125 (0,125 Вт).

Произведем расчет для красного светодиода (напряжение 2В, ток 15мА).

Uгрез = Uпит — Uсвет = 5В — 2В = 3В.

R = U / I = 3В / 0,015А = 200 Ом.

P = U * I = 3В * 0,015А = 0,045 Вт.

Простой калькулятор для расчета гасящего резистора

Теперь вы знаете как по формулам рассчитать гасящий резистор для питания светодиода. Для облегчения расчетов написан несложный онлайн-калькулятор:

Форму прислал Михаил Иванов.

Заключение

При подключении светодиодов не нужно забывать что они имеют полярность. Для определения полярности светодиода можно использовать мультиметр в режиме прозвонки или же омметр.

Использование гасящих резисторов оправдано для питания маломощных светодиодов, при питании мощных светодиодов нужно использовать специальные LED-драйверы и стабилизаторы.

Основы: выбор резисторов для светодиодов

Итак… вы просто хотите зажечь светодиод. Какой резистор следует использовать?

Может быть, вы знаете ответ, а может быть, все уже предполагают, что вы должны знать, как добраться до ответа. И в любом случае, это вопрос, который, как правило, порождает больше вопросов, прежде чем вы действительно сможете получить ответ: какой тип светодиода вы используете? Какой блок питания? Батарея? Плагин? Часть большей цепи? Ряд? Параллельно?

Игра со светодиодами должна быть забавной, и поиск ответов на эти вопросы на самом деле является частью забавы. Есть простая формула, которую вы используете для выяснения этого, закон Ома. Эта формула В = I × R , где В — напряжение, I — ток, а R — сопротивление. Но как узнать, какие числа нужно подставить в эту формулу, чтобы получить правильное значение резистора?

Чтобы получить В в нашей формуле, нам нужно знать две вещи: напряжение нашего источника питания и напряжение наших светодиодов.

Давайте начнем с конкретного примера. Предположим, что мы используем держатель для батарей 2 × AA (как этот из нашего магазина), который обеспечит нас питанием 3 В (с двумя последовательно соединенными элементами AA по 1,5 В; мы суммируем напряжения), и мы будем планирую подключить желтый светодиод (как один из этих).

Светодиоды имеют характеристику, называемую «прямое напряжение», которая часто указывается в спецификациях как Vf. Это прямое напряжение представляет собой величину напряжения, «теряемого» в светодиоде при работе с определенным эталонным током, обычно определяемым как около 20 миллиампер (мА), т. е. 0,020 ампер (А). Vf зависит в первую очередь от цвета светодиода, но на самом деле немного варьируется от светодиода к светодиоду, иногда даже в пределах одного комплекта светодиодов. Стандартные красные, оранжевые, желтые и желто-зеленые светодиоды имеют Vf около 1,8 В, а чисто зеленые, синие, белые и УФ-светодиоды имеют Vf около 3,3 В. Таким образом, падение напряжения на нашем желтом светодиоде будет около 1,8 В.

В в нашей формуле находится путем вычитания прямого напряжения светодиода из напряжения источника питания.

3 В (источник питания) – 1,8 В (падение напряжения на светодиоде) = 1,2 В

В этом случае у нас осталось 1,2 В, которые мы подключим к нашему В = I  ×  R формула.

Следующее, что нам нужно знать, это I , то есть ток, на который мы хотим управлять светодиодом. Светодиоды имеют максимальный номинальный непрерывный ток (в спецификациях часто указывается как If или Imax). Часто это около 25 или 30 мА. На самом деле это означает, что типичное значение тока, к которому нужно стремиться со стандартным светодиодом, составляет от 20 мА до 25 мА, что немного меньше максимального тока.

В стороне: Вы всегда можете дать светодиоду меньше тока . Работа светодиода с номинальным максимальным током обеспечивает максимальную яркость за счет рассеивания мощности (тепла) и срока службы батареи (конечно, если вы разряжаете батареи). Если вы хотите, чтобы ваши батареи работали в десять раз дольше, обычно вы можете просто выбрать ток, который составляет всего одну десятую от номинального максимального тока.

Итак, 25 мА — это «желаемый» ток — то, что мы надеемся получить, выбирая резистор, а также I , которые мы вставим в нашу формулу V  =  I  × R

 .

1,2 В = 25 мА × R

или перефразируя:

1,2 В / 25 мА = R

и когда мы решим это, мы получим:

90 002 1,2 В / 25 мА = 1,2 В / 0,025 А = 48 Ом

Где «48 Ом» означает 48 Ом. (Единицы таковы, что 1 В/1 А = 1 Ом; один вольт, деленный на один ампер, равен одному ому. Если вы имеете дело с током в мА, преобразуйте его в А, разделив на 1000.)

Наша версия формулы теперь выглядит так:

(напряжение источника питания — напряжение светодиода) / ток (в амперах) = требуемое значение резистора (в омах)

В итоге мы получаем значение резистора 48 Ом. И это хорошее значение пускового резистора для использования с желтым светодиодом и источником 3 В.

Давайте на мгновение посмотрим на значения резисторов. Резисторы обычно доступны с такими номиналами, как 10 Ом, 12 Ом, 15 Ом, 18 Ом, 22 Ом, 27 Ом, 33 Ом, 39 Ом, 47 Ом, 51 Ом, 56 Ом, 68 Ом, 75 Ом и 82 Ом. (и их кратные, 510 Ом, 5,1 кОм, 51 кОм и т. д.) и (если вы не укажете более высокую точность при покупке) имеют значение допуска около ±5%.

Если вы много работаете над электроникой, у вас наверняка завалялась куча резисторов. Если вы только начинаете, возможно, вы захотите приобрести ассортимент, чтобы у вас было что-то под рукой. Резисторы также рассчитаны на различную мощность — резисторы, рассчитанные на большую мощность (больше ватт), способны безопасно рассеивать больше тепла, выделяемого в резисторе. Резисторы мощностью 1/4 Вт, вероятно, являются наиболее распространенными и, как правило, подходят для простых светодиодных схем, подобных тем, которые мы здесь рассматриваем. (Ранее мы уже обсуждали рассеивание мощности — учтите это, когда начнете выходить за рамки этих основ.)

Значение резистора, которое мы рассчитали выше, составляет 48 Ом, что не является одним из наших распространенных значений. Но это нормально, потому что мы будем использовать резистор с допуском ±5%, так что в любом случае это не обязательно будет точно такое значение. Чтобы быть в безопасности, мы обычно выбираем следующее большее значение, которое у нас есть; 51 Ом в этом примере.

Давайте подключим это:
Батарейный отсек 3 В, резистор 51 Ом и желтый светодиод.

Итак, это хорошая маленькая светодиодная схема, но как мы можем сделать это с большим количеством светодиодов? Можем ли мы просто добавить еще один резистор и еще один светодиод? Ну да, в точку. Каждому светодиоду потребуется 25 мА, поэтому нам нужно выяснить, какой ток могут обеспечить наши батареи.

В стороне : Небольшие поиски позволяют найти полезный технический справочник (pdf) по щелочным батареям от Energizer.

Получается, что чем сильнее вы их гоните, тем быстрее вы их истощаете. Часть этого очевидна: если вы непрерывно потребляете 1000 мА из батареи, вы ожидаете, что батарея прослужит 1/10 времени, если вы потребляете 100 мА. Но на самом деле есть второй эффект, заключающийся в том, что общая выходная энергия батареи (измеряемая в ватт-часах) уменьшается, когда вы приближаетесь к пределу тока, который может вырабатывать батарея. На практике с щелочными батареями AA, если вы разряжаете их при 1000 мА, они прослужат всего около 1/20 от того, что было бы, если бы вы разряжали их при 100 мА.

 Для нашего одиночного светодиода на 25 мА элементы AA прослужат чертовски долго. Если мы запустим четыре светодиода параллельно, требуя 100 мА, мы все равно получим довольно приличное время автономной работы. Для более чем 500 мА мы должны подумать о подключении к стене. Таким образом, мы можем добавить несколько наших желтых светодиодов, каждый со своим собственным резистором 51 Ом, и счастливо управлять ими с помощью держателя батарей 2xAA.

Хорошо, как насчет 9-вольтовой батарейки? Давайте придерживаться наших желтых светодиодов. Если мы хотим запустить один светодиод из 9V батареи, это означает, что мы должны получить колоссальные 7,2 В с нашим резистором, который должен быть 288 Ом (или ближайшее удобное значение: 330 Ом, в моей мастерской).

9 В (питание) – 1,8 В (желтый светодиод) = 7,2 В

7,2 В / 25 мА = 288 Ом (округлить до 330 Ом)

Использование резистора при падении напряжения любой величины рассеивает эту энергию в виде тепла. Это означает, что мы просто тратим эту энергию на тепло вместо того, чтобы получать больше света от нашей светодиодной схемы. Так можем ли мы использовать несколько светодиодов, соединенных вместе? Да! Давайте соединим четыре светодиода на 1,8 В последовательно, что в сумме даст 7,2 В. Когда мы вычтем это из нашего напряжения питания 9V, у нас остается 1,8 В, требующий только резистора 72 Ом (или ближайшее значение: 75 Ом).

9 В – (1,8 В × 4) = 9 В – 7,2 В = 1,8 В

1,8 В / 25 мА = 72 Ом (и затем округляем до 75 Ом) Последовательное подключение светодиодов:

[Напряжение источника питания — (напряжение светодиода × количество светодиодов)] / ток = номинал резистора

Мы даже можем соединить пару этих цепочек из четырех светодиодов плюс резистор параллельно, чтобы получить больше светоотдачи. , но чем больше мы добавим, тем больше мы сократим срок службы батареи.

Но можем ли мы сделать пять последовательно с батареей 9 В? Ну, возможно. Цифра 1,8 В, которую мы использовали, является всего лишь «типичным эмпирическим правилом». Если вы уверены, что прямое напряжение равно 1,8 В, оно будет работать. Но что, если это не совсем так? Если прямое напряжение ниже, вы можете перегрузить их при более высоком токе, что может сократить срок их службы (или полностью убить). Если прямое напряжение выше, светодиоды могут быть тусклыми или даже не гореть. В некоторых случаях вы можете управлять светодиодами последовательно без резистора, как в нашей схеме светодиодного обеденного стола, но в большинстве случаев предпочтительнее и безопаснее использовать резистор.

Давайте сделаем еще один пример, на этот раз с белым светодиодом (вы можете найти некоторые из них здесь) и батарейным блоком 3xAA (таким как этот). Наше напряжение источника питания составляет 4,5 В, а Vf нашего светодиода — 3,3 В. Мы по-прежнему будем стремиться к току 25 мА.

4,5 В – 3,3 В = 1,2 В

1,2 В / 25 мА = 48 Ом (округлить до 51 Ом)

Итак, вот примеры, которые мы рассмотрели, плюс еще несколько с некоторыми другими распространенными типами источников питания. :

Напряжение питания	Светодиод Цвет	Светодиод Vf	Светодиоды серии	Требуемый ток	Резистор (расчетный)	Резистор (круглый)
3 В	Красный, желтый или желто-зеленый	1,8	1	25 мА	48 Ом	51 Ом
4,5 В	Красный, желтый или желто-зеленый	1,8	2	25 мА	36 Ом	39 Ом
4,5 В	Синий, зеленый, белый или ультрафиолетовый	3,3	1	25 мА	48 Ом	51 Ом
5 В	Синий, зеленый, белый или ультрафиолетовый	3,3	1	25 мА	68 Ом	68 Ом
5 В	Красный, желтый или желто-зеленый	1,8	1	25 мА	128 Ом	150 Ом
5 В	Красный, желтый или желто-зеленый	1,8	2	25 мА	56 Ом	56 Ом
9 В	Красный, желтый или желто-зеленый	1,8	4	25 мА	72 Ом	75 Ом
9 В	Синий, зеленый, белый или ультрафиолетовый	3,3	2	25 мА	96 Ом	100 Ом

Все эти значения основаны на тех же предположениях о прямом напряжении и требуемом токе, которые мы использовали в ранних примерах. Вы можете проработать их и проверить математику или просто использовать ее как удобную таблицу, если считаете, что наши предположения разумны. 😉

В какой-то момент кто-то, возможно, сказал вам: «Просто воспользуйтесь онлайн-калькулятором резисторов для светодиодов». И действительно, такие вещи есть — даже у нас есть (ну, бумажная версия для печати) — так зачем со всем этим работать? Во-первых, гораздо лучше понять, что и почему этот калькулятор делает то, что он делает. Но также почти невозможно использовать эти калькуляторы, если вы не знаете, какие переменные вам нужно будет ввести. Надеюсь, теперь вы сможете определить значения, которые вам понадобятся (напряжение источника питания, напряжение и ток светодиода), чтобы использовать светодиодный калькулятор. Но что более важно, (1) он вам на самом деле не нужен: вы можете сделать это самостоятельно и (2) если вы его используете, вы можете подвергнуть сомнению лежащие в его основе предположения, которые он может сделать от вашего имени.

Надеюсь, вы также видели, что существует гораздо больше, чем просто один способ зажечь светодиод. И мы даже не дошли до таких вещей, как объединение светодиодов разной мощности в цепи! Теперь вы можете вернуться к наклеиванию светодиодов на батарейки CR2032, чтобы сделать светодиодные броски? Да, вы определенно можете. Но вы можете вернуться и прочитать о том, когда вы должны добавить резистор даже в эту маленькую схему!

Напоследок отметим, что в этой статье речь шла о вашем базовом сквозном маломощном (хотя, возможно, очень ярком) светодиоде. Специализированные типы, такие как светодиоды высокой мощности, могут иметь несколько иные характеристики и требования.

Обновление : исправлен список общих значений резисторов, чтобы включить более распространенные значения.

Эта запись была размещена в Основы, Электроника, Проекты EMSL и отмечена как электроника, светодиоды, резисторы. Добавьте постоянную ссылку в закладки.

Как рассчитать номинал резистора для светодиодных цепей?

Следующее пошаговое руководство поможет вам найти правильное значение резистора (или резисторов) для одного или нескольких светодиодов и цепей светодиодных цепей для проектирования и подключения к аккумулятору и источнику питания.

В следующем руководстве вы сможете узнать, как:

• Рассчитать номинал резисторов для различных цепей светодиодов.
• Расчет прямого тока светодиодов.
• Рассчитайте прямое напряжение для различных цепей светодиодов.
• Соедините светодиоды последовательно с батареей.
• Подключите светодиоды параллельно аккумулятору.
• Подключение светодиодов в последовательно-параллельные комбинированные цепи.

Обновление: Вы также можете использовать этот Калькулятор резисторов для светодиодов для той же цели, то есть для нахождения значения точного или ближайшего стандартного значения резистора для цепей светодиодов.

Похожие сообщения:

• Как найти значение сгоревшего резистора (четырьмя удобными методами)
• Как определить номинал резисторов SMD – (Коды резисторов SMD)

Содержание

Стандартный символ светодиода, конструкция и обозначение выводов

Щелкните изображение, чтобы увеличить его 322 Значение резистора = (В _{Питание} – В _F ) ÷ I _F

Где:

• В _{Питание} = Напряжение питания
• В _F = прямое напряжение
• I _F = Прямой ток

Для расчета значения номинальной мощности резистора можно использовать следующую формулу.

Номинальная мощность резистора = I _F ² × номинал резистора

Определение номинала резистора для подключения к светодиоду

Прежде чем мы углубимся в детали , попробуем оценить следующую простую схему . Так будет проще определить номинал резисторов для других сложных схем.

Нажмите на картинку, чтобы увеличить

Пример :

В приведенной выше простой схеме светодиода напряжение питания составляет 6 В, прямое напряжение светодиода (V _F ) составляет 1,3 В, а прямой ток (I _F ) составляет 10 мА.

Теперь значение резистора (который мы подключим последовательно со светодиодом) для приведенной выше схемы будет: – 1,3) ÷ 10 мА = 470 Ом

Потребляемый ток = 20 мА

Формула номинальной мощности резистора для этой цепи

Номинальная мощность резистора = I 0 мА) ² × 470 Ом = 0,047 Вт = 47 мВт

Но это минимально необходимое значение резистора, чтобы гарантировать, что резистор не будет перегреваться, поэтому рекомендуется удвоить расчетную номинальную мощность резистора, поэтому выберите 0,047 Вт × 2 = 0,09Резистор 4 Вт = 94 мВт для этой схемы. Номинальная мощность резистора (значение удваивается) = 0,094 Вт = (94 мВт)

Полезно знать:

• Слишком сложно найти резисторы с точной номинальной мощностью, которую вы рассчитали. Как правило, резисторы бывают 1/4 Вт, 1/2 Вт, 1 Вт, 2 Вт, 5 Вт и так далее. Поэтому выберите следующее более высокое значение номинальной мощности. Например, если расчетное значение номинальной мощности резистора составляет 0,789 Вт = 789 мВт, вам следует выбрать резистор 1 Вт.
• Слишком сложно найти точное значение рассчитанных вами резисторов. Как правило, резисторы имеют стандартные значения. Если вы не можете найти точное значение резистора, которое вы вычислили, а затем выберите следующее значение резистора, которое вы вычислили. Например, если вычисленное значение составляет 313,5 Ом, вы должны использовать ближайший стандарт. значение, которое составляет 330 Ом. если ближайшее значение недостаточно близко, то вы можете сделать это, соединив резисторы последовательно — параллельной конфигурацией.
• I _F = Прямой ток светодиода: Это величина максимального тока, который светодиод может непрерывно потреблять. Рекомендуется обеспечить 80% номинального прямого тока светодиода для длительного срока службы и стабильности. Например, если номинальный ток светодиода 30 мА, то вы должны запустить этот светодиод на 24 мА. Значение тока сверх этого значения сократит срок службы светодиода или может начать дымить и гореть.
• Если вы по-прежнему не можете определить прямой ток светодиода, предположим, что он равен 20 мА, поскольку обычные светодиоды работают от 20 мА.
• В _F = Прямое напряжение светодиода: Это прямое напряжение светодиода, т.е. падение напряжения при подаче номинального прямого тока. Вы можете найти эти данные на упаковках светодиодов, но они находятся где-то между 1,3 В и 3,5 В в зависимости от типа, цвета и яркости. Если вы все еще не можете найти прямое напряжение, просто подключите светодиод через 200 Ом с батареей 6 В. Теперь измерьте напряжение на светодиоде. Это будет 2В, и это прямое напряжение.

Похожие сообщения:

• Калькулятор цветового кода резистора
• Калькулятор цветовых кодов индуктора
• Калькулятор цветовых кодов конденсаторов

Определение номинала резистора для последовательного подключения светодиодов

Ниже представлена ​​еще одна простая схема светодиодов (светодиодов, соединенных последовательно). В этой схеме мы последовательно подключили 6 светодиодов. Напряжение питания 18В, прямое напряжение (В _F ) светодиодов составляет 2 В, а прямой ток (I _F ) составляет 20 мА каждый.

Формула:

Номинал резистора для светодиодов серии  = (V _{Питание} – (V _F × Количество светодиодов)) ÷ I _F 900 03

Нажмите на изображение, чтобы увеличить

Пример :

В приведенной выше серии светодиодных цепочек общее прямое напряжение (V _F ) 6 светодиодов = 2 × 6 = 12 В

и прямой ток (I _F ) одинаковый (т. е. 20 мА)

( Примечание: это последовательная цепь, поэтому ток в последовательной цепи в каждой точке одинаков, а напряжения суммируются) Теперь значение резистор (для последовательной цепи) будет:

= (V _{Питание} – (V _F × Количество светодиодов)) ÷ I _F = (18 – (2 × 6)) ÷ 20 мА

= (18 – 12) ÷ 20 мА = 300 Ом

Общий потребляемый ток = 20 мА

(Это последовательная цепь, поэтому токи одинаковы) Номинальная мощность резистора

= I _F ² × Значение резистора = (20 мА) ² × 300 Ом = 0,12 = 120 мВт

Но это минимально необходимое значение резистора, чтобы гарантировать, что резистор не взорвется. Таким образом, рекомендуется удвоить значение номинальной мощности расчетного резистора. поэтому для этой схемы выберите резистор 0,12 Вт × 2 = 0,24 Вт = 240 мВт. Номинальная мощность резистора (значение удваивается) = 0,24 Вт = (240 мВт).

Определение номинала общего резистора для параллельного подключения светодиодов

Щелкните изображение, чтобы увеличить его. Напряжение питания составляет 18 В, прямое напряжение (V _F ) светодиодов составляет 2 В, а прямой ток (I _F ) составляет 20 мА каждый.

Формула:

Значение общего резистора для параллельно включенных светодиодов = (В _{Питание} – В _F ) ÷ (I _F  × Количество светодиодов)

Пример:

Здесь общий прямой ток (I _F ) 4 светодиодов = 20 мА × 4 = 0,08 А , а прямое напряжение (V _F ) одинаково (т.е. 2 В)

( Примечание:  это параллельная цепь, поэтому напряжение одинаково в каждой точке, а токи складываются).

Теперь значение резистора (для параллельной цепи с общим резистором) будет:

= (В _{питание}  – В _F) ÷ (I _F  × Количество светодиодов)

= (18 – 2) ÷ 0,08

= 200  Ом 9035 3

Общий потребляемый ток = 20 мА × 4 = 80 мА

(Это параллельная цепь, поэтому токи суммируются)

Номинальная мощность резистора = I _F ² × Номинал резистора = (20 мА)  ²  × 200 Ом = 0,08 Вт = 80 мВт 9 0003

Как прежде, это наименьшее требуемое значение резистора, который не перегреется и не взорвется. Поэтому рекомендуется удвоить номинальную мощность расчетного резистора. Таким образом, выберите резистор 1,28 Вт × 2 = 2,56 Вт для этой схемы. Номинальная мощность резистора (значение удваивается) = 2,56 Вт (280 мВт).

Определение номинала отдельного резистора для параллельного подключения светодиодов

Щелкните изображение, чтобы увеличить его. В этой схеме мы подключили 4 светодиода параллельно с отдельными резисторами. Напряжение питания составляет 9 В, прямое напряжение (V _F ) светодиодов составляет 2 В, а прямой ток (I _F ) составляет 20 мА каждый.

Формула:

Значение отдельного резистора для светодиодов, включенных параллельно = (В _{Питание} – В _F ) ÷ I _F

Пример: 900 03

В этом случае общее прямое напряжение (В _F ) светодиодов = 2 и прямой Ток (I _F ) 20 мА (т.е. 20 мА)

( Примечание:  это параллельная цепь, но мы находим номинал резистора для каждой секции, а не для всей Таким образом, в каждом разделе цепь становится последовательной (см. формулу последовательной цепи или 1 ^st  простая схема выше, вы обнаружите, что они одинаковы)

Теперь значение резистора (для параллельной цепи с отдельными резисторами) будет:

= (V _Supply  – V _F )/ I _F = (9 – 2) ÷ 20 мА = 350 Ом

Общий потребляемый ток = 20 мА × 4 = 80 мА (это параллельная цепь, поэтому токи складываются)

Номинальная мощность резистора = I _F ² × Значение резистора = (20 мА)  ²  × 350   Ом = 0,14 =  140 мВт

Как и в приведенных выше сценариях, расчетное значение резистора является минимально необходимым значением для безопасного подключения в цепи светодиода. На всякий случай рекомендуется удвоить номинальную мощность расчетного резистора. Следовательно, выберите резистор 0,14 Вт × 2 = 0,28 Вт = 280 мВт для этой схемы. Номинальная мощность резистора (значение удваивается) = 0,28 Вт (280 мВт).

Существует еще один способ соединения светодиодов с батареями в последовательно-параллельной комбинации, и да, для этой цели вам также понадобятся подходящие резисторы. Но если вы понимаете этот простой учебник, основанный на расчетах, то я уверен, что вы сможете легко определить значение резисторов для последовательно-параллельных соединений и цепей светодиодов.

Похожие сообщения:

• Как найти правильный размер автоматического выключателя? Калькулятор выключателя и примеры
• Как найти подходящий размер кабеля и провода для установки электропроводки? – Примеры в имперской и метрической системе
• Определение напряжения и силы тока выключателя, вилки, розетки и розетки
• Как найти количество ламп на одном автоматическом выключателе?
• Как найти количество розеток на одном автоматическом выключателе?
• Как определить размер и количество потолочных вентиляторов в комнате?
• Как найти конденсатор PF в мкФ и квар?
• Как определить размер заземляющего проводника, заземляющего провода и заземляющих электродов?
• Как рассчитать правильный размер батареи? Калькулятор размера блока батарей
• Как рассчитать правильный размер солнечного контроллера заряда?
• Как рассчитать количество люминесцентных ламп в последней подцепи?
• Как рассчитать количество ламп накаливания в последней подцепи?
• Как рассчитать подходящий размер конденсатора в мкФ и кВАр для улучшения коэффициента мощности
• Как рассчитать время зарядки аккумулятора и ток зарядки аккумулятора — пример
• Как рассчитать счет за электроэнергию.