如何正確計算 LED 的電阻？

影響 LED 壽命的主要參數是電流，每種 LED 元件的電流值都有嚴格的規定。限制最大電流的一種常用方法是使用限流電阻。使用二極管參數的技術值和開關電路中的電壓，無需複雜的基於歐姆定律的計算即可計算 LED 的電阻。

LED連接的特點

發光元件的工作原理與整流二極管相同，但具有不同的特點。其中最重要的是：

1. 對反極性電壓極負敏感性。包含在極性錯誤的電路中的 LED 幾乎會立即失效。
2. 通過 p-n 結的允許工作電流範圍窄。
3. 過渡電阻對溫度的依賴性，這是大多數半導體元件的特徵。

最後一點應該更詳細地考慮，因為它是淬火電阻計算的重點。輻射元件的文件規定了標稱電流的允許範圍，在該範圍內它們保持工作並提供指定的輻射特性。低估該值並不是致命的，但會導致亮度有所下降。從某個極限值開始，流過結的電流停止，不會發光。

超過電流首先會導致輝光的亮度增加，但使用壽命會急劇下降。進一步增加會導致元件失效。因此，LED 電阻器的選擇旨在限制最壞條件下的最大允許電流。

半導體結處的電壓受其上的物理過程限制，在大約 1-2 V 的窄範圍內。12 伏發光二極管，通常安裝在汽車上，可能包含串聯元件鍊或限制設計中包含的電路。

為什麼你需要一個 LED 電阻器？

在開啟 LED 時使用限流電阻器並不是最有效的，而是將電流限制在可接受範圍內的最簡單和最便宜的解決方案。允許您以高精度穩定發射極電路中的電流的電路解決方案很難復制，而且現成的成本很高。

電阻器的使用允許您在內部進行照明和照明。最主要的是知道如何使用測量儀器和最低限度的焊接技能。適當計算的限制器，考慮到可能的公差和溫度波動，可以以最低的成本確保 LED 在聲明的使用壽命內正常運行。

LED的並聯和串聯切換

為了結合電源電路的參數和 LED 的特性，普遍採用了幾種元件的串聯和並聯。每種類型的連接都有優點和缺點。

並聯

這種連接的優點是整個電路只使用一個限幅器。需要說明的是，這個優勢是唯一的，所以並聯幾乎找不到，除了低檔工業產品。缺點如下：

1. 限制元件上的功耗與並聯的 LED 數量成正比。
2. 元件參數的變化導致電流分佈不均勻。
3. 由於並聯組的電壓降增加，其中一個發射器的燒毀導致所有其他發射器發生雪崩式故障。

通過每個輻射元件的電流受單獨電阻器限制的連接在一定程度上增加了操作特性。更準確地說，它是由帶有限流電阻的 LED 組成的獨立電路的並聯連接。主要優點是可靠性高，因為一個或多個元件的故障絕不會影響其他元件的運行。

缺點是由於LED參數的變化和電阻等級的技術公差，單個元件的發光亮度可能會有很大差異。這樣的電路包含大量的無線電元件。

與單個限制器的並聯用於低電壓電路，從最小值開始，受 p-n 結上的電壓降限制。

串聯

輻射元件的串聯連接是最廣泛使用的，因為串聯電路的無疑優點是流過每個元件的電流絕對相等。由於通過單個限流電阻和通過二極管的電流相同，因此功耗將最小。

一個顯著的缺點是至少一個元素的故障將導致整個鏈的不可操作性。串聯需要更高的電壓，其最小值與包含的元件數量成比例增加。

混合連接

通過混合連接、使用多個並聯鏈以及串聯一個限流電阻和多個 LED，可以使用大量發射器。

如果一個元件燒毀，則只有一個安裝該元件的電路將不起作用。其他將正常運行。

電阻計算公式

LED 電阻器電阻的計算基於歐姆定律。如何計算 LED 電阻的初始參數是：

• 電路電壓；
• LED的工作電流；
• 發光二極管兩端的電壓降（LED 的電源電壓）。

電阻值由以下表達式確定：

R = U/I，

其中U是電阻兩端的電壓降，I是通過LED的直流電流。

LED 的電壓降由以下表達式確定：

U = Upit - Usv，

其中 Upit - 電路電壓，以及 Ucd - 發光二極管上的銘牌電壓降。

電阻器的 LED 計算得出的電阻值不在標準值範圍內。取大邊上電阻值最接近計算值的電阻。以這種方式考慮了可能的電壓升高。最好取一系列電阻中的下一個值。這將略微降低通過二極管的電流並降低輝光的亮度，但它會平衡電源電壓和二極管電阻的任何變化（例如，當溫度變化時）。

在選擇電阻值之前，您應該使用以下公式估算與設定值相比電流和亮度的可能下降：

(R - Rst)R-100%。

如果結果值小於 5%，那麼你需要採取更大的阻力，如果從 5% 到 10%，那麼你可以限制自己到一個較小的阻力。

影響操作可靠性的一個同樣重要的參數是限流元件的功耗。電流流過帶電阻的部分，導致其發熱。要確定將耗散的功率，請使用以下公式：

P = U-U/R

使用允許功耗超過計算值的限流電阻。

例子：

有一個電壓降為 1.7 V，標稱電流為 20 mA 的 LED。它必須連接到電壓為 12 V 的電路。

限流電阻上的壓降為：

U = 12 - 1.7 = 10.3 V

電阻器的電阻：

R = 10.3/0.02 = 515 歐姆。

標準範圍內最接近的較高值是 560 歐姆。在此值下，電流相對於設定值的減少量略小於 10%，因此無需取更大的值。

以瓦特為單位的功耗：

P = 10.3-10.3/560 = 0.19 W。

因此，對於該電路，可以使用允許功耗為 0.25 W 的元件。

LED燈條的連接

LED 燈條可在不同的電源電壓下使用。該條具有串聯的二極管電路。二極管的數量和終端電阻的電阻取決於電源電壓條。

最常見類型的 LED 燈條設計用於連接到電壓為 12 V 的電路。在這裡也可以使用更高的電壓進行操作。為了正確計算電阻，有必要知道流過一段膠帶的電流。

增加膠帶的長度會導致電流成比例地增加，因為最小的部分在技術上是並聯的。例如，如果一個部分的最小長度為 50 cm，那麼 5 m 的 10 個此類部分的膠帶將具有 10 倍的電流消耗增加。

 

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