Расчет мощности резистора для светодиода

Как рассчитать резистор для светодиодов – формулы с примерами + онлайн калькулятор

Светодиоды разных оттенков цвета имеют разные по величине прямые рабочие напряжения. Они задаются выбором токоограничивающего сопротивления светодиода. Чтобы вывести световой прибор на номинальный режим, нужно запитать p-n переход рабочим током. Для этого производят расчет резистора для светодиода.

Таблица напряжения светодиодов в зависимости от цвета

Рабочие напряжения светодиодов разные. Они зависят от материалов полупроводникового p-n перехода и связаны с длиной волны излучения света, т.е. оттенка цвета свечения.

Таблица номинальных режимов разных оттенков цвета для расчета гасящего сопротивления приведена ниже.

Цвет свечения Прямое напряжение, В
Оттенки белого 3–3,7
Красный 1,6-2,03
Оранжевый 2,03-2,1
Желтый 2,1-2,2
Зеленый 2,2-3,5
Синий 2,5-3,7
Фиолетовый 2,8-4,04
Инфракрасный Не более 1,9
Ультрафиолетовый 3,1-4,4

Из таблицы видно, что на 3 вольта можно включать излучатели всех видов свечения, кроме устройств с белым оттенком, частично фиолетовых и всех ультрафиолетовых. Это вязано с тем, что нужно какую-то часть напряжения источника питания «израсходовать» на ограничение тока через кристалл.

При источниках питания 5, 9 или 12 В можно питать единичные диоды или последовательные их цепочки из 3 и 5-6 штук.

Последовательные цепочки снижают надежность устройств, в которых они используются, примерно в число раз, соответствующее количеству светодиодов. А параллельное включение повышает надежность в той же пропорции: 2 цепочки – в 2 раза, 3 – в 3 раза и т.д.

Но небывалая для источников света длительность их работы от 30-50 до 130-150 тысяч часов оправдывает падение надежности, т.к. от нее зависит срок службы устройства. Даже 30-50 тыс. часов работы по 5 часов в сутки – 4 часа вечером и 1 утром каждый день – это 16-27 лет работы. За это время большинство светильников морально устареет и будет утилизировано. Поэтому последовательное соединение широко используется всеми производителями светодиодных устройств.

Онлайн калькулятор для расчета светодиодов

Для автоматического расчета понадобятся следующие данные:

  • напряжение источника или блока питания, В;
  • номинальное прямое напряжение устройства, В;
  • прямой номинальный рабочий ток, мА;
  • количество светодиодов в цепочке или включенных параллельно; (ов).

Исходные данные можно взять из паспорта диода.

После введения их в соответствующие окна калькулятора нажмите на кнопку «Рассчитать» и получите номинальное значение резистора и его мощность.

Расчет величины резистора-токоограничителя

На практике используют два вида расчета – графический, по ВАХ – вольтамперной характеристике конкретного диода, и математический – по его паспортным данным.

Как рассчитать резистор для светодиодов - формулы с примерами + онлайн калькулятор

  • Е – источник питания, имеющий на выходе величину Е;
  • «+»/«–» – полярность подключения светодиода: «+» – анод, на схемах показывается треугольником, «-» – катод, на схемах – поперечная черточка;
  • R – токоограничивающее сопротивление;
  • Uled – прямое, оно же рабочее напряжение;
  • I – рабочий ток через прибор;
  • напряжение на резисторе обозначим как UR.

Тогда схема для расчета примет вид:

схема для расчета резистора

Рассчитаем сопротивление для ограничения тока. Напряжение U в цепи распределится так:

U = UR + Uled или UR + I × Rled, в вольтах,

где Rled– внутреннее дифференциальное сопротивление p-n перехода.

Математическими преобразованиями получаем формулу:

R = (U-Uled)/I, в Ом.

Величину Uled можно подобрать из паспортных значений.

Проведем расчет величины токоограничивающего резистора для LED производства компании Cree модели Cree XM–L, имеющий бин T6.

Его паспортные данные: типовое номинальное ULED = 2,9 В, максимальное ULED = 3,5 В, рабочий ток ILED=0,7 А.

Для расчета используем ULED = 2,9 В.

R = (U-Uled)/I = (5-2,9)/0,7 = 3 Ом.

Рассчитанная величина равна 3 Ом. Выбираем элемент с допуском точности ± 5%. Этой точности с избытком хватит чтобы установить рабочую точку на 700 мА.

Округлять величину сопротивления следует в большую сторону. Это уменьшит ток, световой поток диода и повысит надежность работы более щадящим тепловым режимом кристалла.

Рассчитаем требуемую мощность рассеивания для этого резистора:

Читайте также:
Обработка дерева антисептиком: инструкция по монтажу своими руками, особенности составов

P = I² × R = 0,7² × 3 = 1,47 Вт

Для надежности округлим ее до ближайшей большей величины – 2 Вт.

Схемы последовательного и параллельного включения LED широко используются и показывают особенности этих видов соединения. Последовательное включение одинаковых элементов делит напряжение источника поровну между ними. При разных внутренних сопротивлениях – пропорционально сопротивлениям. При параллельном соединении напряжение одинаковое, а ток – обратно пропорционален внутренним сопротивлениям элементов.

При последовательном соединении LED

При последовательном соединении первый в цепочке диод анодом соединен с «+» источника питания, а катодом – с анодом второго диода. И так до последнего в цепочке, катод которого соединен с «-» источника. Ток в последовательной цепи один и тот же во всех ее элементах. Т.е. через любой световой прибор он одной и той же величины. Внутреннее сопротивление открытого, т.е. излучающего свет кристалла, составляет десятки или сотни ом. Если через цепочку течет 15-20 мА при сопротивлении 100 Ом, то на каждом элементе будет по 1,5-2 В. Сумма напряжений на всех приборах должна быть меньше, чем у источника питания. Разницу обычно гасят специальным резистором, который выполняет две функции:

  • ограничивает номинальный рабочий ток;
  • обеспечивает номинальное прямое напряжение на светодиоде.

При параллельном соединении

Параллельное включение может быть выполнено двумя способами.

 схема параллельного соединения

Верхняя картинка показывает как включать не желательно. При таком подключении одно сопротивление обеспечит равенство токов только при идеальных кристаллах и одинаковой длине подводящих проводников. Но разброс параметров полупроводниковых приборов при изготовлении не позволяет сделать их одинаковыми. А подбор одинаковых – резко увеличивает цену. Разница может достигать 50-70% и более. Собрав конструкцию, получите разницу в свечении не менее 50-70%. Кроме того, выход из строя одного излучателя изменит работу всех: при обрыве цепи один погаснет, остальные станут светить ярче на 33% и станут больше греться. Перегрев будет способствовать их деградации – изменению оттенка свечения и уменьшению яркости.

В случае короткого замыкания в результате перегрева и сгорания кристалла возможен выход из строя токоограничивающего сопротивления.

Нижний вариант позволяет задать нужную рабочую точку любого диода даже при их разной номинальной мощности.

See the source image

Схема последовательно-параллельного соединения устройств

На напряжение 4,5 В последовательно подсоединяют по три LED-элемента и одно токоограничивающее сопротивление. Получившиеся цепочки соединяют параллельно. Через каждый диод течет 20 мА, а через все вместе – 60 мА. На каждом из них получается меньше, чем 1,5 В, а на токоограничителе – не менее, чем 0,2-0,5 В. Интересно, что если использовать источник питания 4,5 В, то с ним работать смогут только инфракрасные диоды с прямым напряжением менее 1,5 В, или нужно увеличивать питание хотя бы до 5 В.

параллельное соединение

Непосредственно параллельное соединение LED-элементов (верхняя часть схемы) использовать не рекомендуется из-за разброса параметров в 30-50% и более. Используют схему с индивидуальными сопротивлениями на каждый диод (нижняя часть) и соединяют уже пары диод-резистор параллельно.

Когда один светодиод

Резистор для одиночного LED используется только при их мощностях до 50-100 мВт. При больших значениях мощности заметно уменьшается КПД схемы питания.

Если прямое рабочее напряжение диода значительно меньше напряжения источника питания, применение ограничительного резистора ведет к большим потерям. Электроэнергия высокого качества и стабильности, с тщательно отфильтрованными пульсациями, обеспеченная 3-5 видами защиты блока питания не преобразуется в свет, а просто пассивно рассеивается в виде тепла.

На больших мощностях в ход идут драйверы – стабилизаторы тока номинальной величины.

Использование токоограничивающего резистора для задания рабочих характеристик светодиода – простой и надежный способ обеспечить его работу в оптимальном режиме.

Читайте также:
Скатерть своими руками на прямоугольный стол

Видео-примеры простейшего расчета сопротивления.

Но при мощности диода более сотни милливатт нужно применять автономные или встроенные источники стабилизации тока или драйверы.

Расчет светодиодов – калькулятор

Внимание! При подключении соблюдайте полярность светодиодов. О том, как определить полярность читайте здесь и здесь.

Светодиоды большой мощности необходимо питать через LED драйвер. Читайте форум по питанию светодиодов и источников света.

Комментарии (148) | Подписаться

0

Можно использовать 1 резистор для 10 светодиодов паралельно? Питание два лития паралельно 4.2в , диоды 3-3.2в 20Ма

-1

Нет, сопротивление у светодиодов разное, весь ток пойдет через один светодиод, он сгорит от десятикратного превышения тока, потом сгорит следующий и так до конца. даже два светодиода не рекомендуют так ставить

-1

Так светодиоды паралельно подключены же, почему сгорят? Пришли на днях с Али впоял светят ярко, литий подсевший 3.8 примерно после резистора выдает 2.8в. (впоял два резистора последовательно вообщем где-то 20 ом)

0

0

Тогда подскажите на сколько ом резисторы лучше заказать? Если менять напряжение 4.2-3.9в к примеру то выходит 51 и 43ом. Сейчас впаяны два последовательно (6.8 5.2ом) ну вобщем 12 ом примерно, с плат только такие нашел выпоял для проверки. фонарик светит ярко ну только надолго ли!

0

Не могу понять как так? Led светильник , 42 led диода double chip , потребляет 350мА , 74Вт , 104.5Вольт общее потребление всех диодов.Выходит что 42 диода выдают 36Ватт,но почему потребляет 74Ватта?Куда делись 38 Ватт?

0

0

Есть 180 светодиодов (3-3.4 V). Нужно подключить. Что для этого мне нужно? Какие резисторы и блок питания? По какой схеме?

0

Рассчитайте схему под 90 светодиодов. и параллельно поставьте такую же. Блок питания подбирайте исходя из расчетов которые получатся, можно и от 3х батареек запитать, только это чревато тем, что их заряда хватит на 1-2 раза моргнуть

0

На калькуле рассчитать по 3 или 4 шт. ( параллельное подключение) с питанием 12в . какой нибудь БП ( который можно где угодно найти). Ток в калькуль лучше поменьше задать ( дольше жить будут светодиоды). Если делать 3шки. то всё понятно. А если 4ки, то последний кластер будет из 2х с другим значением резистора. Я бы так поступил.

0

0

Если подключать много мощных светодиодов к 220 через диод, то надо на 220 вольт рассчитывать или 110? Ведь идет только мощность одной полуволны

0

0

Друзья, быть может сможете помочь? Есть диоды 2.2в 600мА, компьютерный блок питания, стабильные 12в. Могу ли я запитать диоды при последовательном подключении совсем без резисторов или от них не уйти? Калькулятор раскидывает подключение по 5 шт диодов и 1,8 ома резистор. Ощущение, что если подкинуть ещё 1-2 диода, то резистор можно исключить. Прошу прощения, если вопрос кажутся глупым из ряда вон. Заранее благодарю за помощь.

0

Нет, нельзя. Они питаются током, а не напряжением. Сдохнет 1 светодиод, остальные на себя получат бОльший ток и так пока все не помрут

0

При последовательном включении диодов ток через все будет одинаковый. Если не превышать максимальный ток, то работать будет, НО: светодиоды очень не любят перегрев при котором у них быстро снижается падение напряжения на самом диоде и как следствие вырастает ток. Что приводит к еще бОльшему разогреву и выгоранию диода. После того, как первый сгорел цепь будет разорвана и вся цепочка погаснет, но с достаточно большой степенью вероятности все уже будут поджарены (ток был одинаковый, просто один оказался самым слабым). Сопротивление резистора не так сильно зависит от тока и температуры и помогает ограничить ток и сохранить жизнь диодам. Реально работают резисторы от 2 (двух) Ом и больше. При маленьких резисторах возможность такого разогрева диодов тоже нужно учитывать и проводить испытания теплового режима. Если при длительной эксплуатации на максимальной мощности температура диодов не поднимется выше 60..70С то работать будет.

Читайте также:
Нужно ли заземлять акриловую ванну

0

Можно ли через резистор в последовательной цепи подключить через блок питания светодиоды с разным потреблением вольт (красный 2.3 вольт, белый 3.3 вольт)?

0

0

А учитывает ли этот расчет сопротивление самого светодиода. Я включаю диод в напряжение 5 В, получаю 4 В на светодиоде. Значит, сбавить нужно не 2 вольта, а 1.

0

Светильник светодиодный 16 светодиодов, драйвер на сколько вольт нужен? Про ток знаю 300 миллиампер, а вот с напряжением беда. По расчётам надо 51.2 вольта. Но есть драйвера с напряжением 24-46 вольта и 36-65вольта. Вопрос какой лучше, тот который на пределе по максимуму будет работать, но сбережёт диоды (так как будет маленькая нехватка напряжения) или брать с запасом?

0

0

Купил светодиоды на 3.6В.. Хочу собрать дерево, светодиоды паяю 30шт параллельно.. Могу ли поставить одно общее сопротивление?

0

0

Можно ли ограничить ток резисторами (не использовать драйверы) для питания мощных светодиодов максимальным рабочим током 400 мА (2.69 В), но ограничить ток на 20% (320 мА)? Почему нельзя, почему можно? Питание от 24 вольт (mean well) по 8 диодов в последовательной цепи, которые будут подключены к блоку параллельно. Тот же вопрос и для диодов с макс.рабочим током 200 мА.

0

Добрый день, скрутил кучу разных светодиодов в цепь,(хочу на модели 1/24 оформить освещение), и тут выяснилось что без резисторов ни чего гореть не будет, только если отдельно красные или белые а вместе только с резистором, как мне их рассчитать понять не могу. От батарейки 3v через 3х контактный выключатель идет 2 линии, одна линия на белые светодиоды(GNL-5053UWC(2шт), TO-2106BY-SWG(4шт) параллельно) и вторая линия красные светодиоды (KM2520SRD03(2шт) параллельно) какие и сколько мне надо резисторов воткнуть. Помогите пожалуйста!

0

Всё верно. У светодиодов разное рабочее напряжение, посему каждый цвет нужно запитывать через свой резистор. В идеальном варианте на каждый светодиод – свой резистор .Расчёт резисторов для разных светодиодов есть в сети.

0

Здравствуйте. Мне нужно подключить от 15в. последовательно два белых ярких светодиода рабочим напряжением по 3-3,7в. Провёл эксперемент по подбору гасящего резистора, резистор 560 ом, напряжение на каждом светодиоде почти 7в., резистор 2 ком. напряжение больше 5в., постепенно увеличивал сопротивление резистора и получилось что при напряжении 3,5в.на каждом светодиоде или при 7в. на двух как по схеме резистор 8,2 ком., протестировал на нагрев резистора, он не греется, светодиоды светят нормально. Почему калькулятор при таком раскладе показывает резистор 430 ом. Скажите это я чего то не понимаю или как так может быть.

0

0

Добрый вечер! Подскажите пожл. как рассчитать сопротивление на резисторе при таких вводных: есть вывеска, состоящая из четырех букв. (OPEN). в каждой букве 9 светодиодов, они соединены последовательно, а сами буквы параллельно. Источник питания: две батарейки крона по 9 вольт, соединенных последовательно. Спасибо!

0

Здравствуйте. Скажите пожалуйста есть блок питания от камер наблюдения 12 вольт и есть три светодиода которым надо подать 3.5 вольт и 300 мА каждому, могу ли я соединить их в параллель и подсоединить их к этому б.п, естественно через резистор

+1

0

0

Никак не могу понять, если имеется 1 светодиод с падением напряжения 3,3 В и напряжение питания тоже 3,3 В, то калькулятор выдает сопротивление резистора 1 Ом не зависимо от прямого тока светодиода. На сколько я понимаю сопротивление самого светодиода при работе уменьшается и сопротивление в 1 Ом станет неправильным? Помогите разобраться, как правильно должно быть на практике.

Читайте также:
Отопление на дизельном топливе: отзывы и принципы работы

0

Роман, Вам нужно запомнить три простые истины. 1.Любая радиодеталь имеет определенный допустимый разброс параметров. 2.В даташитах указываются, как правило, допустимые минимальные, номинальные и максимальные параметры. 3.Если радиодеталь эксплуатировать на предельных параметрах, то срок службы и надежность ее резко и существенно сокращаются. В Вашем случае со светодиодами 3,3в это не рабочее напряжение, а скорее всего максимально допустимое падение напряжения на светодиоде. При выборе гасящего резистора не нужно руководствоваться падением напряжения, оно может иметь разброс, а нужно руководствоваться максимально допустимым током светодиода и при этом учитывать, что переход светодиода включается последовательно с гасящим резистором и тоже имеет сопротивление,которое можно легко измерить мультиметром. Из своей многолетней практики могу посоветовать не эксплуатировать светодиоды на максимальном допустимом токе, они быстро теряют яркость или выходят из строя при малейшем броске тока. Например, если светодиод имеет максимально допустимый ток 20мА, то не стоит превышать ток эксплуатации в 15мА.

0

Светодиоды питаются током. При прохождении тока через светодиод последний начинает светиться. Источник питания в 3.3В выдаёт ток явно больше допустимого – 20ма для обычного светодиода. поэтому требуется установка резистора. Не встречал ни одного светодиода с падением 3.3в. Они все как правило 3. (кроме красных, желтых, оранжевых – там всегда 2в)

0

Добрый день!
Прошу подсказать, есть светильники, которые работали от трансформаторов 6Вт (Uout=10-32V, Iout=300mA). Хочу переделать все питание светильников на 24В от щитка. Нужно на плату диодов добавить резисторы. Не понимаю какие и куда.
На плате 10 диодов 5730. Подключены последовательно-параллельно. Идут парами, которые параллельны. И этих пар 5 шт, которые идут последовательно.
Помогите пожалуйста, куда и какие резисторы впаивать?

0

Захотел собрать светильник. Подключение буду делать комбинированным.
6 диодов на линию(последовательно), а затем несколько таких линий соединить параллельно СД 3w, 3,2 – 3,6в. ~600-700mAh.
Подавать питание хочу через блок питания от ноутбука или любой другой. Я так полагаю, что данные, указанные на них – это пиковые данные, например 4,6ампер на 95W, где ПОСТОЯННОЕ напряжение ~19,5 (зависит от блока).
Можно ли вообще так сделать? Или всё равно нужно паять по резистору на линию?
Хочу взять блок питания с запасом, разумеется. Не будут ли пытаться резисторы брать на себя с блока питания оставшийся “запас”? Или они просто отрегулируют потребление тока на каждую линию из последовательно подключенных диодов?
Всё ли правильно я понял, и можно ли брать резистор “с запасом”? Я так понимаю, что запас кроется в его мощности?

0

Скажите пожалуйста, куда и каким номиналом пихать резисторы на этой схеме? При условии что 1 светодиод кушает 3v и 40mA?
Можно ли здесь поставить резистор на каждый светодиод? Если да, то каким номиналом сопротивления?

0

Дано: БП 12В, светодиоды 3,2-3,4В и 600мА.
Для трех штук рисуется схема последовательного поключения всех трех с резистором 3,3Ом.
А для шести предлагается подключение параллельное по 2 светодиода с резстором 9,1Ом на каждой параллели, т.е. 3 параллели.
Почему для шести не предлагает две параллели с конфигурацией для трех. если ли какой-то смысл или это просто вариация допустимые?

0

Подскажите пожалуйста, какой номинал резистора или резисторов должен быть у одного светодиода RGB с четырьмя выводами. Напряжение 3-3,3 в

0

Помогите советом. Уже пачка светодиодов спалил.
Акб 7.4 липо. Подключаю светодиод 5w с прямым током 700мА. К нему паяю резистор через проводок длиной 30мм. Резистор 8,2 Ома 5 ватт.
И выгорает, что я делаю не так. По калькулятору должен работать блин.

Читайте также:
Смелый проект пристройки студии с открытой планировкой

+1

0

0

0

В наличии светодиодная лента (гирлянда) с питанием от 3*АА с известными параметрами (100 параллельных светодиодов 4,5В, 5Вт). Есть необходимость запитать от PowerBank через USB шнур припаянный на выходы до отсека батареек и переключателя. Подскажите, необходимо ли ограничивать ток в цепи? Как обезопасить светодиоды от перегрева?

0

День добрый!
Хочу собрать повторители для задних фар по следующей схеме “в приложении”:

Исходные данные:
Входное напряжение 14в
Падение на диоде 1в
RGB светодиоды с общим катодом
Красные светодиоды, прямое напряжение 2в ток 20мА
Зеленые светодиоды, прямое напряжение 3в ток 20мА
Правильно ли составлена схема и рассчитаны резисторы?
Для красных R1-R6, 550Ом на каждый
Для зеленых R7-R8, 500Ом на каждый
Для габаритов R0, 160Ом “должны светить в пол силы (20*6)/2 “

Как рассчитать резистор для светодиода

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.

Светодиод как нелинейный элемент

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

вольт амперная характеристика светодиода

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:

как запомнить где у светодиода катод и анод

Полная же ВАХ выглядит следующим образом:

полная ВАХ светодиода

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:

схема подключения светодиода через резистор

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

формула расчета сопротивления

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:

формула мощности

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

пример расчета сопротивления

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

пример расчета мощности светодиода

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:

Читайте также:
Применение битумных мастик и правила работы с ними

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.

схемы подключения нескольких 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,

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.

как не стоит подключать светодиод

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:

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:

пример расчета сопротивления для светодиода калькулятором

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.

пример расчета сопротивления светодиода программой

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.

Читайте также:
Раствор из вспученного перлита

Правильный расчет резистора для светодиода, подбор резистора по цветовой маркировке + онлайн калькулятор

Светоизлучающие диоды, характеризуются рядом эксплуатационных параметров:

  • Номинальный (рабочий) ток – Iн;
  • падение напряжения при номинальном токе – Uн;
  • максимальная рассеиваемая мощность – Pmax;
  • максимально допустимое обратное напряжение – Uобр.

Самым важным из перечисленных параметров является рабочий ток.

При протекании через светодиод номинального рабочего тока – номинальный световой поток, рабочее напряжение и номинальная рассеиваемая мощность устанавливаются автоматически. Для того чтобы задать рабочий режим LED, достаточно задать номинальный ток светодиода.

В теории светодиоды нужно подключать к источникам постоянного тока. Однако, на практике, LED подключают к источникам постоянного напряжения: батарейки, трансформаторы с выпрямителями или электронные преобразователи напряжения (драйверы).

Для задания рабочего режима светодиода, применяют простейшее решение – последовательно с LED включают токоограничивающий резистор. Их еще называют гасящими или балластными сопротивлениями.

Рассмотрим, как выполняется расчет сопротивления резистора для светодиода.

Расчет сопротивления резистора для светодиода

Расчет резистора светодиода (по формулам)

При расчете вычисляют две величины:

  • Сопротивление (номинал) резистора;
  • рассеиваемую им мощность P.

Источники напряжения, питающие LED, имеют разное выходное напряжение. Для того чтобы выполнить подбор резистора для светодиода нужно знать напряжение источника (Uист), рабочее падение напряжения на диоде и его номинальный ток. Формула для расчета выглядит следующим образом:

При вычитании из напряжения источника номинальное падение напряжения на светодиоде – мы получаем падение напряжения на резисторе. Разделив получившееся значение на ток мы, по закону Ома, получаем номинал токоограничивающего резистора. Подставляем напряжение, выраженное в вольтах, ток – в амперах и получаем номинал, выраженный в омах.

Электрическую мощность, рассеиваемую на гасящем сопротивлении, вычисляют по следующей формуле:

P = (Iн) 2 ⋅ R

Исходя из полученного значения, выбирается мощность балластного резистора. Для надежной работы устройства она должна быть выше расчетного значения. Разберем пример расчета.

Пример расчета резистора для светодиода 12 В

Рассчитаем сопротивление для LED, питающегося от источника постоянного напряжения 12В.

Допустим в нашем распоряжении имеется популярный сверхяркий SMD 2835 (2.8мм x 3.5мм) с рабочим током 150мА и падением напряжения 3,2В. SMD 2835 имеет электрическую мощность 0,5 ватта. Подставим исходные значения в формулу.

R = (12 — 3,2) / 0,15 ≈ 60

Получаем, что подойдет гасящий резистор сопротивлением 60 Ом. Ближайшее значение из стандартного ряда Е24 – 62 ома. Таким образом, для выбранного нами светодиода можно применить балласт сопротивлением 62Ом.

Теперь вычислим рассеиваемую мощность на сопротивлении.

P = (0,15) 2 ⋅ 62 ≈ 1,4

На выбранном нами сопротивлении будет рассеиваться почти полтора ватта электрической мощности. Значит, для наших целей можно применить резистор с максимально допустимой рассеиваемой мощностью 2Вт.

Осталось купить резистор с подходящим номиналом. Если же у вас есть старые платы, с которх можно выпаять детали, то по цветовой маркировке можно выполнить подбор резистора. Воспользуйтесь формой ниже.

На заметку! В приведенном выше примере на токоограничительном сопротивлении рассеивается почти в три раза больше энергии, чем на светодиоде. Это означает, что с учетом световой отдачи LED, КПД нашей конструкции меньше 25%.

Чтобы снизить потери энергии лучше применить источник с более низким напряжением. Например, для питания можно применить преобразователь постоянного напряжения AC/AC 12/5 вольт. Даже с учетом КПД преобразователя потери будут значительно меньше.

Параллельное соединение

Довольно часто требуется подключить несколько диодов к одному источнику. Теоретически, для питания нескольких параллельно соединенных LED, можно применить один токоограничивающий резистор. При этом формулы будут иметь следующий вид:

P = (n ⋅ Iн) 2 ⋅ R

Где n – количество параллельно включенных ЛЕДов.

Почему нельзя использовать один резистор для нескольких параллельных диодов

Даже в «китайских» изделиях производители для каждого светодиода устанавливают отдельный токоограничивающий резистор. Дело в том, что в случае общего балласта для нескольких LED многократно возрастает вероятность выхода из строя светоизлучающих диодов.

Читайте также:
Поиск неисправностей и самостоятельный ремонт компьютерного блока питания

В случае обрыва одного из полупроводников, его ток перераспределится через оставшиеся LED. Рассеиваемая на них мощность увеличится и они начнут интенсивно нагреваться. Вследствие перегрева следующий диод выйдет из строя и дальше процесс примет лавинообразный характер.

Совет. Если по какой-то причине нужно обойтись одним гасящим сопротивлением, увеличьте его номинал на 20-25%. Это обеспечит большую надежность конструкции.

Пример правильного подключения резистора

Пример правильного подключения резистора

Можно ли обойтись без резисторов?

Действительно, в некоторых случаях можно не использовать токоограничивающий резистор. Рассмотренный нами светодиод можно напрямую запитать от двух батареек 1,5В. Так как его рабочее напряжение составляет 3,2В, то протекающий через него ток будет меньше номинального и балласт ему не потребуется. Конечно, при таком питании светодиод не будет выдавать полный световой поток.

Иногда в цепях переменного тока в качестве токоограничивающих элементов вместо резисторов применяют конденсаторы (подробнее про расчет конденсатора). В качестве примера можно привести выключатели с подсветкой, в которых конденсаторы являются «безваттными» сопротивлениями.

Расчет сопротивления резистора для светодиодов: онлайн-калькулятор

Светодиоды пришли на смену традиционным системам освещения – лампам накаливания и энергосберегающим лампам. Чтобы диод работал правильно и не перегорел, его нельзя подключать напрямую в питающую сеть. Дело в том, что он имеет низкое внутреннее сопротивление, потому если подключить его напрямую, то сила тока окажется высокой, и он перегорит. Ограничить силу тока можно резисторами. Но нужно подобрать правильный резистор для светодиода. Для этого проводятся специальные расчеты.

Резистор

Расчет резистора для светодиода

Чтобы компенсировать сопротивление светодиода, нужно прежде всего подобрать резистор с более высоким сопротивлением. Такой расчет не составит труда для тех, кто знает, что такое закон Ома.

Математический расчет

Схема

Исходя из закона Ома, рассчитываем по такой формуле:

где Un – напряжение сети; Uvd – напряжение, на которое рассчитана работа светодиода; Ivd – ток.

Допустим, у нас светодиод с характеристиками:

2,1 -3, 4 вольт – рабочее напряжение (Uvd). Возьмем среднее значение 2, 8 вольт.

20 ампер – рабочий ток (Ivd)

220 вольт – напряжение сети (Un)

В таком случае мы получаем величину сопротивления R = 10, 86. Однако этих расчетов недостаточно. Резистор может перегреваться. Для предотвращения перегрева нужно учитывать при выборе его мощность, которая рассчитывается по следующей формуле:

Формула

Для наглядности рекомендуем посмотреть видео:

Графический расчет

Графический способ – менее популярный для расчета резистора на светодиод, но может быть даже более удобный. Зная напряжение и ток диода (их называют еще вольтамперными характеристиками – ВАХ), вы можете узнать сопротивление нужного резистора по графику, представленному ниже:

График

Тут изображен расчет для диода с номинальным током 20мА и напряжением источника питания 5 вольт. Проводя пунктирную линию от 20 мА до пересечения с «кривой led» (синий цвет), чертим пересекающую линию от прямой Uled до прямой и получаем максимальное значение тока около 50 мА. Далее рассчитываем сопротивление по формуле:

Получаем значение 100 Ом для резистора. Находим для него мощность рассеивания (Силу тока берем из Imax):

Онлайн-калькулятор расчета сопротивления

Задача усложняется, если вы хотите подключить не один, а несколько диодов.

Для облегчения самостоятельных расчетов мы подготовили онлайн-калькулятор расчета сопротивления резисторов. Если подключать несколько светодиодов, то нужно будет выбрать между параллельным и последовательным соединениями между ними. И для этих схем нужны дополнительные расчеты для источника питания. Можно их легко найти в интернете, но мы советуем воспользоваться нашим калькулятором.

Читайте также:
Панели ПВХ для ванной

Вам понадобится знать:

  1. Напряжение источника питания.
  2. Характеристику напряжения диода.
  3. Характеристику тока диода.
  4. Количество диодов.

А также нужно выбрать параллельную или последовательную схему подключения. Рекомендуем ознакомиться с разницей между соединениями в главах, которые мы подготовили ниже.

В каких случаях допускается подключение светодиода через резистор

Никакие диоды, в том числе светодиоды, нельзя включать без ограничения проходящего тока. Резисторы в таком случае просто необходимы. Даже небольшое изменения напряжения вызывают очень сильное изменение тока и, следовательно, перегрев диода.

Если вы планируете подключать несколько диодов, рекомендуем выбирать модели одной фирмы. Одинаковые образцы лучше работают вместе.

Параллельное соединение

Схема

Для тех, кто уже сталкивался на практике со схемами подключения светодиодного освещения, вопрос о выборе между параллельным и последовательным соединением обычно не стоит. Чаще всего выбирают схему последовательного соединения. У параллельного соединения для светодиодов есть один важный недостаток – это удорожание и усложнение конструкции, потому что для каждого диода нужен отдельный резистор. Но такая схема имеет и большой плюс – если сгорела одна линия, то перестанет светить только один диод, остальные продолжат работу.

Почему нельзя использовать один резистор для нескольких параллельных диодов

Объясняется достаточно просто: если перегорит один светодиод, то на другой (-ие) может попасть больший ток и начнется перегрев. Потому при параллельной схеме подключения каждому диоду нужен отдельный резистор.

Схема

Схема

Последовательное соединение светодиодов

Схема

Именно такое соединение пользуется популярностью. Объясняется такой частый выбор простым примером. Представьте, что в елочной гирлянде для каждого светодиода подобран резистор. А в гирлянде этих лампочек бывает более сотни! Параллельное соединение в данном случае невыгодно и трудоемко.

Только в самодельных гирляндах можно встретить параллельное соединение. В заводских моделях всегда последовательное.

Можно ли обойтись без резисторов

В бюджетных или просто старых приборах используются резисторы. Также они используются для подключения всего только нескольких светодиодов.

Но есть более современный способ – это понижение тока через светодиодный драйвер. Так, в светильниках в 90% встречаются именно драйверы. Это специальные блоки, которые через схему преобразуют характеристики тока и напряжения питающей сети. Главное их достоинство – они обеспечивают стабильную силу тока при изменении/колебании входного напряжения.

Сегодня можно подобрать драйвер под любое количество светодиодов. Но рекомендуем не брать китайские аналоги! Кроме того, что они быстрей изнашиваются, ещё могут выдавать не те характеристики в работе, которые заявлены на упаковке.

Резистор

Если светодиодов не так много, подойдут и резисторы вместо достаточно высокого по цене драйвера.

Интересное видео по теме:

В заключение

Пишите комментарии и делитесь статьей в социальных сетях! Если возникли вопросы, можно найти в интернете дополнительные видео для расчета сопротивления резистора и на другие близкие темы.

Расчет резистора для светодиода. Онлайн калькулятор

Светодиод (светоизлучающий диод) — излучает свет в тот момент, когда через него протекает электрический ток. Простейшая схема для питания светодиодов состоит из источника питания, светодиода и резистора, подключенного последовательно с ним.

Такой резистор часто называют балластным или токоограничивающим резистором. Возникает вопрос: «А зачем светодиоду резистор?». Токоограничивающий резистор необходим для ограничения тока, протекающего через светодиод, с целью защиты его от сгорания. Если напряжение источника питания равно падению напряжения на светодиоде, то в таком резисторе нет необходимости.

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-111

Расчет резистора для светодиода

Сопротивление балластного резистора легко рассчитать, используя закон Ома и правила Кирхгофа. Чтобы рассчитать необходимое сопротивление резистора, нам необходимо из напряжения источника питания вычесть номинальное напряжение светодиода, а затем эту разницу разделить на рабочий ток светодиода:

  • V — напряжение источника питания
  • VLED — напряжение падения на светодиоде
  • I – рабочий ток светодиода
Читайте также:
Правильное утепление стен в пенобетонном доме

Ниже представлена таблица зависимости рабочего напряжения светодиода от его цвета:

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-01

Хотя эта простая схема широко используется в бытовой электронике, но все же она не очень эффективна, так как избыток энергии источника питания рассеивается на балластном резисторе в виде тепла. Поэтому, зачастую используются более сложные схемы (драйверы для светодиодов) которые обладают большей эффективностью.

Давайте, на примере выполним расчет сопротивления резистора для светодиода.

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-112

  • источник питания: 12 вольт
  • напряжение светодиода: 2 вольта
  • рабочий ток светодиода: 30 мА

Рассчитаем токоограничивающий резистор, используя формулу:

Получается, что наш резистор должен иметь сопротивление 333 Ом. Если точное значение из номинального ряда резисторов подобрать не получается, то необходимо взять ближайшее большее сопротивление. В нашем случае это будет 360 Ом (ряд E24).

Последовательное соединение светодиодов

Часто несколько светодиодов подключают последовательно к одному источнику напряжения. При последовательном соединении одинаковых светодиодов их общий ток потребления равняется рабочему току одного светодиода, а общее напряжение равно сумме напряжений падения всех светодиодов в цепи.

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-113

Поэтому, в данном случае, нам достаточно использовать один резистор для всей последовательной цепочки светодиодов.

Пример расчета сопротивления резистора при последовательном подключении.

В этом примере два светодиода соединены последовательно. Один красный светодиод с напряжением 2В и один ультрафиолетовый светодиод с напряжением 4,5В. Допустим, оба имеют номинальную силу тока 30 мА.

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-114

Из правила Кирхгофа следует, что сумма падений напряжения во всей цепи равна напряжению источника питания. Поэтому на резисторе напряжение должно быть равно напряжению источника питания минус сумма падения напряжений на светодиодах.

Используя закон Ома для участка цепи, вычисляем значение сопротивления ограничительного резистора:

Резистор должен иметь значение не менее 183,3 Ом.

Обратите внимание, что после вычитания падения напряжений у нас осталось еще 5,5 вольт. Это дает возможность подключить еще один светодиод (конечно же, предварительно пересчитав сопротивление резистора)

Параллельное соединение светодиодов

Так же можно подключить светодиоды и параллельно, но это создает больше проблем, чем при последовательном соединении.

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-115

Ограничивать ток параллельно соединенных светодиодов одним общим резистором не совсем хорошая идея, поскольку в этом случае все светодиоды должны иметь строго одинаковое рабочее напряжение. Если какой-либо светодиод будет иметь меньшее напряжение, то через него потечет больший ток, что в свою очередь может повредить его.

И даже если все светодиоды будут иметь одинаковую спецификацию, они могут иметь разную вольт-амперную характеристику из-за различий в процессе производства. Это так же приведет к тому, что через каждый светодиод будет течь разный ток. Чтобы свести к минимуму разницу в токе, светодиоды, подключенные в параллель, обычно имеют балластный резистор для каждого звена.

Онлайн калькулятор расчета резистора для светодиода

Этот онлайн калькулятор поможет вам найти нужный номинал резистора для светодиода, подключенного по следующей схеме:

расчет резистора для светодиода онлайн

примечание: разделителем десятых является точка, а не запятая

Формула расчета сопротивления резистора онлайн калькулятора

Сопротивление резистора = (U UF)/ I F

  • U – источник питания;
  • UF – прямое напряжение светодиода;
  • IF – ток светодиода (в миллиамперах).

Примечание: Слишком сложно найти резистор с сопротивлением, которое получилось при расчете. Как правило, резисторы выпускаются в стандартных значениях (номинальный ряд). Если вы не можете найти необходимый резистор, то выберите ближайшее бо́льшее значение сопротивления, которое вы рассчитали.

Например, если у вас получилось сопротивление 313,4 Ом, то возьмите ближайшее стандартное значение, которое составляет 330 Ом. Если ближайшее значение является недостаточно близким, то вы можете получить необходимое сопротивление путем последовательного или параллельного соединения нескольких резисторов.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: