LED电阻计算器|需要串联电阻

在本教程中,我们将了解一个基本概念,这是必不可少的初学者电子学,即LED电阻计算器。您将看到为什么为LED选择一个合适的电阻器对其操作是至关重要的,以及在选择一个特定的电阻器时要考虑的因素,这样LED就不会燃烧。

简介

如果你只是从DIY或Arduino之类的电子产品开始,那么你可能构建的第一个项目或电路将是一个LED闪烁。

Arduino的优点是它有一个板上LED连接到数字IO Pin 13,你所需要做的只是把Arduino UNO板插入到电脑上,然后上传眨眼草图.LED开始闪烁。

但是如果您止步于此,那么您将无法理解项目的“硬件”部分。如果你看一下Arduino Uno Rev 3的原理图,那么你会注意到LED并没有直接连接到ATmega328P微控制器的IO引脚(确切地说,是B端口引脚5)。而是通过与它串联的1 KΩ电阻连接。

对于本教程的进一步讨论来说,这个电阻非常有趣。但是关于发光二极管(led)的一些基本信息,你可以参考下面的帖子。

发光二极管(led)

LED电阻器的需求是什么?

如果你阅读了上面提到的LED教程,那么你可能已经抓住了任何LED都有两个主要特征来定义LED的操作。它们是正向电流和正向电压。

所有的led,无论形状,大小或形状因素,都有一个预先定义的工作电流,它们可以允许。这种电流通常在数据表中定义为连续正向电流。

这是绝对的最大电流,一个LED可以提供,而不造成任何损害。例如,一个5mm的白光LED的绝对最大正向电流为30mA。

因此,控制流经LED的电流量是绝对必要的,限制电流的最简单的方法是使用串联电阻。

LED的另一个重要特性是正向电压。我们将看到它的影响,同时理解LED电阻计算器方程,也在选择串联电阻。

LED电阻器计算公式

现在让我们继续本教程的重要方面,即LED电阻计算器的方程。为了简单起见,让我们考虑一个由单个LED、单个串联电阻和一个电源组成的简单电路。

下图显示了一个简单的LED电路,由一个LED,一个电阻R组成年代和电源V年代

LED电阻计算器电路图

利用简单的电路理论,你可以得到以下等式:

V年代= R年代*我R+ V领导,在那里

V年代为电源电压,

R年代为串联电阻的值,

R是通过串联电阻的电流,

V领导是穿过LED的正向电压或电压降(通常用V表示F).

由于串联电阻R年代和LED是串联的,通过它们的电流将是相同的,根据我们之前的讨论,这个电流应该是LED的正向电流(I领导或者只是我F).

因此,我们可以将上式改写为:

R年代= (V年代- - - - - - VF) /我F

这是LED电阻器计算公式。这里需要注意的重要事情是串联电阻的值取决于LED的正向电流和LED的正向电压。因此,有必要从数据表中密切关注LED的这两个值。

不同颜色和类型的led有不同的正向电流和正向电压额定值。例如,下表概述了一些常用的5mm led的正向电流和正向电压值。

注意:以下值是特定于某个制造商的,不能一概而论。要获得准确的数值,您一定要查看制造商提供的数据表。

领导的颜色 正向电流(我F 正向电压(VF

白色

30 mA

3.6 V

红色的

20马

2 V

蓝色的

20马

3.9 V

绿色

20马

2.4 V

黄色的

20马

2 V

琥珀色的 20马

2.4 V

橙色

马50

2.1 V

红外

100毫安

1.4 V

如果有两个led串联连接,那么计算串联电阻的公式如下:

R年代= (V年代- - - - - - VF2) / IF

事实上,如果有' N '个类似的LED串联在一起,那么LED电阻计算器方程可以写成如下:

R年代= (V年代- - - - - - VF* n) / IF

例子

现在让我们看一个简单的电路例子,计算一个LED正常工作而不爆炸的串联电阻的值。

LED电阻器计算器示例

从上面的图像,供电电压V年代为5V,使用的LED为5mm白光LED。从上面的表格,一个典型的5mm白光LED有以下评级:

正向电流我F= 30 mA和

正向电压VF= 3.6 V。

将这些值代入上式,得到:

R年代= (5 V - 3.6 V) / 30 mA

R年代= 46.6Ω。

最接近的值是47 Ω电阻。但如果您想要安全起见,我建议您使用下一个大值,在本例中,它将是56 Ω电阻。

电阻的功耗

LED串联电阻器的一个经常被忽视的重要特性是电阻器的功耗。

如果LED的压降为VF,则通过电阻的电压降为V年代- - - - - - VF.这意味着在将通过LED的电流限制为I的过程中F,电阻器必须耗散剩余的功率,即(V年代- - - - - - VF) *我F.如果电阻器的额定功率不满足这个值,那么电阻器将燃烧,您将看到神奇的烟雾。

如果我们考虑上面的5V电源和5mm白光LED的例子,我们已经计算出电阻的值为47Ω。在这种情况下,电阻实际耗散的功率为(5 V - 3.6 V) * 30ma。这等于42兆瓦。因此,¼W的电阻就足够了。

这似乎是一个很小的数字,但这只是一个例子,在设计和制造复杂和高功率的LED电路时,它可以非常热。

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