如何正确计算 LED 的电阻？

影响 LED 耐用性的主要参数是电流，对于每种类型的 LED 元件，其值都是严格标准化的。限制最大电流的一种常用方法是使用限流电阻。 LED 的电阻可以不使用基于欧姆定律的复杂计算，使用二极管参数和开关电路中的电压的技术值来计算。

开启LED的特点

然而，发光元件的工作原理与整流二极管相同，但具有独特的特征。最重要的是：

1. 对反极性电压极负敏感性。以错误极性连接到电路的 LED 几乎会立即失效。
2. 通过 p-n 结的允许工作电流范围窄。
3. 过渡电阻对温度的依赖性，这是大多数半导体元件的典型特征。

最后一点应该更详细地讨论，因为它是计算淬灭电阻的主要部分。辐射元件的文件表明了额定电流的允许范围，在该范围内它们保持工作并提供指定的辐射特性。低估该值并不是致命的，但会导致亮度有所下降。从某个极限值开始，电流通过过渡停止，发光将消失。

超过电流首先会导致辉光的亮度增加，但使用寿命会急剧下降。进一步增加会导致元件失效。因此，LED 电阻器的选择旨在限制最坏情况下允许的最大电流。

半导体结处的电压受其上的物理过程的限制，并且在大约 1-2 V 的狭窄范围内。通常安装在汽车上的 12 伏发光二极管可能包含串联元件链或限制设计中包含的电路。

为什么 LED 需要一个电阻器

在开启 LED 时使用限流电阻器虽然不是最有效的，但也是将电流限制在可接受范围内的最简单和最便宜的解决方案。允许您以高精度稳定发射极电路中的电流的电路解决方案很难重复，而且现成的成本很高。

使用电阻器可以让您自己执行照明和背光。在这种情况下，最主要的是能够使用测量仪器和最低限度的焊接技能。一个精心设计的限制器，考虑到可能的公差和温度波动，能够以最低的成本确保 LED 在整个声明的使用寿命期间的正常运行。

LED的并联和串联连接

为了结合电源电路的参数和LED的特性，几个元件的串联和并联是很普遍的。每种类型的连接都有优点和缺点。

并联

这种连接的优点是整个电路只使用一个限幅器。需要注意的是，这个优势是唯一的，因此，除了低档工业产品外，几乎没有并联。缺点是：

1. 限制元件上的功耗与并联的 LED 数量成正比。
2. 元件参数的分散导致电流分布不均匀。
3. 由于并联组的电压降增加，其中一个发射器的烧毁会导致所有其他发射器发生类似雪崩的故障。

这种连接在一定程度上增加了操作特性，其中通过每个辐射元件的电流受到单独电阻器的限制。更准确地说，它是由带有限流电阻的 LED 组成的各个电路的并联连接。主要优点是更高的可靠性，因为一个或多个元件的故障不会以任何方式影响其他元件的操作。

缺点是由于 LED 参数的分布和电阻值的技术公差，各个元件的发光亮度可能会有很大差异。这种方案包含大量无线电元件。

与单个限幅器并联可用于低压电路，从最小值开始，受 p-n 结处的电压降限制。

串联

辐射元件的串联连接已成为最普遍的方式，因为串联电路的无疑优势是通过每个元件的电流绝对相等。由于通过单个限流电阻和通过二极管的电流相同，因此功耗将最小。

一个显着的缺点是，至少一个元素的故障将导致整个链的无法操作。对于串联连接，需要增加电压，其最小值与包含的元件数量成比例增加。

混合包容

当执行混合连接时，当使用多个并联连接的链时，以及一个限流电阻和多个 LED 的串联连接时，可以使用大量发射器。

其中一个元件的烧毁将导致只有一个安装该元件的电路无法工作。其余的将正常运行。

电阻计算公式

LED 电阻器电阻的计算基于欧姆定律。如何计算 LED 电阻的初始参数为：

• 电路电压；
• LED的工作电流；
• 发光二极管两端的电压降（LED 电源电压）。

电阻值由以下表达式确定：

R = U/I

其中 U 是电阻两端的电压降，I 是通过 LED 的正向电流。

LED 的电压降由以下表达式确定：

U \u003d Upit - Usv，

其中，Upit 是电路电压，Usv 是辐射二极管上的铭牌电压降。

为电阻计算 LED 会得出一个不在标准值范围内的电阻值。您需要在较大一侧取一个电阻最接近计算值的电阻。这考虑了电压的可能增加。最好取一系列电阻中的下一个值。这将在一定程度上减少通过二极管的电流并降低辉光的亮度，但同时，电源电压和二极管电阻大小的任何变化（例如，当温度变化时）都会被拉平。

在选择电阻值之前，您应该评估与公式指定的值相比电流和亮度可能降低的情况：

(R — Rst)R•100%

如果得到的值小于5%，那么你需要取一个更大的阻力，如果从5%到10%，那么你可以把自己限制在一个较小的。

影响操作可靠性的一个同样重要的参数是限流元件的功耗。通过具有电阻的部分的电流会导致其升温。要确定将耗散的功率，请使用以下公式：

P = U•U/R

使用功耗将超过计算值的限流电阻。

例子：

有一个 LED 的电压降为 1.7 V，标称电流为 20 mA。它必须连接到 12 V 电路。

限流电阻上的压降为：

U = 12 - 1.7 = 10.3 V

电阻阻值：

R \u003d 10.3 / 0.02 \u003d 515 欧姆。

标准范围内最接近的较高值是 560 欧姆。使用此值，电流相对于设定值的减少略小于 10%，因此无需取更大的值。

以瓦特为单位的耗散功率：

P = 10.3•10.3/560 = 0.19 W

因此，对于该电路，您可以使用允许耗散功率为 0.25 W 的元件。

连接 LED 灯条

LED 灯条可用于不同的电源电压。磁带上有一个串联二极管的电路。二极管的数量和限流电阻的阻值取决于胶带的供电电压。

最常见类型的 LED 灯条设计为连接到 12 V 电路。在这里也可以使用更高的电压值进行操作。为了正确计算电阻，有必要知道流过胶带单段的电流。

胶带长度的增加会导致电流成比例增加，因为最小部分在技术上是并联的。例如，如果一个段的最小长度为 50 cm，那么 10 个这样的段中的一个 5 m 磁带的电流消耗将增加 10 倍。

 

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