Ограничение тока светодиода. Расчет токоограничивающего резистора для светодиода: методика и важные нюансы

Как правильно рассчитать резистор для светодиода. Зачем нужен токоограничивающий резистор. Какие параметры учитывать при расчете. Как подобрать номинал резистора. Чем опасно подключение светодиода без резистора.

Зачем нужен токоограничивающий резистор для светодиода

Светодиоды очень чувствительны к величине протекающего через них тока. Даже небольшое превышение максимально допустимого значения может привести к деградации кристалла и сокращению срока службы. Поэтому при подключении светодиода к источнику питания крайне важно ограничить ток до безопасного уровня.

Простейшим способом ограничения тока является включение последовательно со светодиодом токоограничивающего резистора. Он выполняет следующие функции:

• Ограничивает ток через светодиод до номинального значения
• Защищает светодиод от перегрузки по току
• Компенсирует разброс параметров светодиодов
• Повышает стабильность работы светодиода

Без токоограничивающего резистора светодиод быстро выйдет из строя из-за протекания через него слишком большого тока. Поэтому расчет и правильный подбор резистора — важный этап при проектировании схем со светодиодами.

Основные параметры для расчета резистора

Для корректного расчета токоограничивающего резистора необходимо знать следующие параметры:

• Напряжение источника питания (U пит)
• Прямое падение напряжения на светодиоде (U пр)
• Номинальный прямой ток светодиода (I ном)

Прямое падение напряжения и номинальный ток указываются в технической документации на светодиод. Обычно U пр составляет от 1.8 до 3.5 В в зависимости от цвета и типа светодиода. Номинальный ток для маломощных светодиодов обычно 10-20 мА, для мощных — до нескольких сотен мА.

Формула для расчета сопротивления резистора

Сопротивление токоограничивающего резистора рассчитывается по следующей формуле:

R = (U пит — U пр) / I ном

где:

• R — сопротивление резистора (Ом)
• U пит — напряжение источника питания (В)
• U пр — прямое падение напряжения на светодиоде (В)
• I ном — номинальный прямой ток светодиода (А)

Полученное значение следует округлить до ближайшего номинала из стандартного ряда резисторов. При этом рекомендуется округлять в большую сторону для гарантированного ограничения тока.

Пример расчета резистора для светодиода

Рассмотрим пример расчета для типичного маломощного светодиода:

• U пит = 5 В (питание от USB)
• U пр = 2 В (красный светодиод)
• I ном = 20 мА

Подставляем значения в формулу:

R = (5В — 2В) / 0.02А = 150 Ом

Округляем до ближайшего бόльшего номинала — 160 Ом.

Таким образом, для данного светодиода нужен токоограничивающий резистор на 160 Ом.

Подбор мощности резистора

Помимо сопротивления, важно правильно выбрать мощность резистора. Она рассчитывается по формуле:

P = I² * R

где I — ток через резистор, R — сопротивление.

Для нашего примера:

P = 0.02² * 160 = 0.064 Вт

Выбираем резистор с запасом по мощности, например на 0.125 Вт или 0.25 Вт.

Особенности подключения нескольких светодиодов

При подключении нескольких светодиодов возможны два варианта:

• Последовательное соединение
• Параллельное соединение

При последовательном соединении суммируются падения напряжения на светодиодах. Ток через все светодиоды одинаковый. Расчет резистора выполняется по той же формуле, но вместо U пр одного светодиода используется сумма падений напряжений.

При параллельном соединении напряжение на всех светодиодах одинаковое. Общий ток делится между светодиодами. В этом случае для каждого светодиода нужен отдельный токоограничивающий резистор.

Чем опасно подключение светодиода без резистора

Многие ошибочно считают, что если напряжение питания близко к прямому падению напряжения светодиода, то резистор не нужен. Однако это может привести к следующим проблемам:

• Нестабильная работа светодиода из-за разброса параметров
• Перегрев и деградация кристалла при небольших скачках напряжения
• Быстрый выход из строя при повышении напряжения питания
• Сложно точно контролировать яркость свечения

Поэтому даже при близких значениях напряжений рекомендуется устанавливать токоограничивающий резистор небольшого номинала для стабилизации работы.

Применение стабилизаторов тока

Для более точного контроля тока через светодиод вместо резистора можно использовать стабилизатор тока. Его преимущества:

• Поддержание постоянного тока при изменении напряжения питания
• Высокий КПД по сравнению с резистивным ограничением
• Возможность регулировки яркости ШИМ-сигналом

Однако стабилизаторы тока сложнее и дороже простого резистора. Их применение оправдано для мощных светодиодов и светодиодных модулей.

Заключение

Правильный расчет и подбор токоограничивающего резистора — важный этап при работе со светодиодами. Это позволяет обеспечить стабильную и долговечную работу светодиодов в различных схемах. При проектировании следует учитывать не только номинал, но и мощность резистора. Для более точного контроля тока в ответственных применениях рекомендуется использовать стабилизаторы тока.

Расчет резистора для светодиода | Практическая электроника

Так как для светоизлучающего диода (СИД, LED, светодиода) весьма желательно питание стабильным током, то не стоит его подключать непосредственно к источнику напряжения. Нужно обязательно стабилизировать или хотя бы ограничить ток протекающий через светодиод. Сложные импульсные стабилизаторы тока, с высоким КПД оставим напоследок, для начала пойдем по самому простому пути: используем единственный токоограничивающий резистор и сделаем расчет сопротивления резистора для светодиода.

На рабочем участке вольт-амперной характеристики светодиода, при небольшом изменении напряжения ток может меняться в несколько раз, то есть светодиод ведет себя как стабилизатор напряжения. Будем пренебрегать небольшим изменением падения напряжения на светодиоде и считать его постоянным.

Калькулятор расчета сопротивления резистора для светодиода

Сразу приведу калькулятор для тех кто не хочет углубляться в теорию.
Для расчета сопротивления резистора для светодиода нам потребуются следующие данные:

• напряжение блока питания, В
• падение напряжения на светодиоде, В
• ток который должен протекать через светодиод, А.

Результат:

сопротивление резистора: ,Ом

мощность резистора: ,Вт (не менее)

Введите все данные и получите сопротивление резистора в Омах.(Если нужно ввести дробные величины, то нужно использовать десятичную точку, а не запятую.)

Для питания светодиодов обычно приспосабливают источники питания на 5В или 12В. В принципе это может быть любой источник питания, главное чтобы его выходное напряжение было больше чем напряжение которое должно быть на светодиоде минимум на 10-15%, чем больше разница между напряжением БП и светодиода, тем будет лучше стабильность тока, но будет хуже КПД схемы.
Максимальный ток блока питания тоже должен быть равен или больше чем ток необходимый для светодиода. Если ток окажется меньше то светодиод не будет гореть в полную силу.
Падение тока на светодиоде — справочная величина, чем короче длинная волны испускаемого света тем выше напряжение падения. Так для светодиодов красного и зеленого свечения, величина падения 1,5 — 2,5В, для синих, ультрафиолетовых и белых 3 — 3,5В.

Ток светодиода также справочный параметр, но вместо него может указываться мощность светодиода в Ваттах. И чтобы получить ток нужно будет поделить мощность на напряжение. Например светодиод на мощность 1Вт и напряжение 3,3В должен потреблять 0,3А или 300мА тока.

Когда все данные получены расчет резистора для светодиода не составит труда: сначала определяем падение напряжение на резисторе, для этого из напряжения питания вычитаем падение на светодиоде. А теперь по закону Ома делим это напряжение на ток, в результате и имеем сопротивление.
Если напряжения указаны в Вольтах, а токи в Амперах, то сопротивление получиться в Омах. Если использовать миллиАмперы, то сопротивление будет в килоОмах.

Пример расчета сопротивления резистора для светодиода.

Для примера возьмем уже рассматриваемый нами светодиод и подключим его к источнику питания 5В: (5В-3,3В)/0,3А=5,67Ом. Так как самый близкий из выпускаемых номиналов резисторов 5,6 Ом, то используем его.
Теперь, когда известно сопротивление резистора для светодиода, рассчитаем его мощность, для этого проще всего возвести в квадрат протекающий через резистор ток и умножить на сопротивление.

Пример расчета мощности резистора для светодиода.

Продолжаем пример: 0,3А*0,3А*5,6 Ом=0,5 Вт.
В принципе, резистор на такую мощность можно купить, также можно поставить резистор на большую мощность, но часто мощности получаются большими тогда нам поможет групповое соединение резисторов, но это тема для другой статьи.

Включение нескольких светодиодов

Часто в разных лампах или системах подсветки, требуется использовать несколько одинаковых светодиодов, так вот можно сильно сэкономить на резисторах включив последовательно несколько светодиодов и один резистор. Конечно стоимость резистора невелика, но вот то что места один резистор потребует меньше будет большим плюсом.

Для такой схемы включения сопротивление резистора рассчитывается аналогично, только вместо падения напряжения на одном светодиоде нужно подставить сумму падений напряжений на всех последовательно включенных светодиодах.

Например используя источник питания на 12В можно включить последовательно три светодиода по 3,3В ещё 2В нужно будет погасить на резисторе. Если используются светодиоды на 1Вт, то мы получим сопротивление 2В/0,3А=6,67 Ом. Самый близкий номинал 6,8 Ом.

Запись опубликована 19.10.2014 автором в рубрике Электроника для начинающих.

Как резистором ограничить ток

Питание светодиодов не такой простой вопрос, как может показаться. Они крайне чувствительны к режиму, в котором работают и не терпят перегрузок. Самое главное, что нужно запомнить — полупроводниковые излучающие диоды питают стабильным током, а не напряжением. Даже идеально стабилизированное напряжение не обеспечит поддержки заданного режима, это следствие внутренней структуры и принципа действия полупроводников.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Расчет резистора для светодиода
• Расчет и подбор сопротивления для светодиода
• Primary Menu
• Как рассчитать какой нужен резистор?
• Резисторы, ток и напряжение
• Как правильно рассчитать и подобрать резистор для светодиода. Какой резистор нужен для светодиода
• Онлайн расчет резистора для светодиода
• Как рассчитать резистор для светодиода?
• Чем кроме резистора ограничить ток?
• Как ограничить ток на выходе +12В БП ПК?

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Урок №41. Как с помощью резистора уменьшить напряжение?

Расчет резистора для светодиода

Светодиод является полупроводниковым прибором с нелинейной вольт-амперная характеристикой ВАХ. Его стабильная работа, в первую очередь, зависит от величины, протекающего через него тока. Любая, даже незначительная, перегрузка приводит к деградации светодиодного чипа и снижению его рабочего ресурса.

Чтобы ограничить ток, протекающий через светодиод на нужном уровне, электрическую цепь необходимо дополнить стабилизатором. Простейшим, ограничивающим ток элементом, является резистор. Расчет резистора для светодиода не является сложной задачей и производится по простой школьной формуле. А вот с физическими процессами, протекающими в p-n-переходе светодиода, рекомендуется познакомиться ближе.

Ниже представлена принципиальная электрическая схема в самом простом варианте. В ней светодиод и резистор образуют последовательный контур, по которому протекает одинаковый ток I. Питается схема от источника ЭДС напряжением U. Используя второе правило Кирхгофа, получается следующее равенство: или его интерпретация. Значение R LED меняется при изменении условий работы полупроводникового прибора. В данном случае переменными величинами являются ток и напряжение, от соотношения которых зависит величина сопротивления.

Наглядным объяснением сказанного служит ВАХ светодиода. На начальном участке характеристики примерно до 2 вольт происходит плавное нарастание тока, в результате чего R LED имеет большое значение. Затем p-n-переход открывается, что сопровождается резким увеличением тока при незначительном росте прикладываемого напряжения. Путём несложного преобразования первых двух формул можно определить сопротивление токоограничивающего резистора: U LED является паспортной величиной для каждого отдельного типа светодиодов.

Имея на руках ВАХ исследуемого светодиода, можно рассчитать резистор графическим способом. Конечно, такой способ не имеет широкого практического применения. Ведь зная ток нагрузки, из графика можно легко вычислить величину прямого напряжения. Для этого достаточно с оси ординат I провести прямую линию до пересечения с кривой, а затем опустить линию на ось абсцисс U LED. В итоге все данные для расчета сопротивления получены.

Тем не менее, вариант с использованием графика уникален и заслуживает определенного внимания. Рассчитаем резистор для светодиода АЛ с номинальным током 20 мА, который необходимо подключить к источнику питания 5 В. Для этого из точки 20 мА проводим прямую линию до пересечения с кривой LED. Далее через точку 5 В и точку на графике проводим линию до пересечения с осью ординат и получаем максимальное значение тока I max , примерно равное 50 мА.

Используя закон Ома, рассчитываем сопротивление: Чтобы схема была безопасной и надёжной нужно исключить перегрев резистора. Для этого следует найти его мощность рассеивания по формуле:.

Подключать светодиод через резистор можно, если вопрос эффективности схемы не является первостепенным. Например, использование светодиода в роли индикатора для подсветки выключателя или указателя сетевого напряжения в электроприборах. В подобных устройствах яркость не важна, а мощность потребления не превышает 0,1 Вт. Подключая светодиод с потреблением более 1 Вт, нужно быть уверенным в том, что блок питания выдаёт стабилизированное напряжение.

Если входное напряжение схемы не стабилизировано, то все помехи и скачки будут передаваться в нагрузку, нарушая работу светодиода. Ярким примером служит автомобильная электрическая сеть, в которой напряжение на аккумуляторе только теоретически составляет 12 В. В самом простом случае делать светодиодную подсветку в машине следует через линейный стабилизатор из серии LM78XX.

А чтобы хоть как-то повысить КПД схемы, включать нужно по 3 светодиода последовательно. Также схема питания через резистор востребована в лабораторных целях для тестирования новых моделей светодиодов. В остальных случаях рекомендуется использовать стабилизатор тока драйвер. Особенно тогда, когда стоимость излучающего диода соизмерима со стоимостью драйвера.

Вы получаете готовое устройство с известными параметрами, которое остаётся лишь правильно подключить. Чтобы помочь новичкам сориентироваться, приведем пару практических примеров расчета сопротивления для светодиодов. В первом случае проведем вычисление резистора, необходимого для подключения мощного светодиода Cree XM—L к источнику напряжения 5 В. В расчёты следует подставлять типовое значение U LED , так как. Однако на практике часто приходится округлять полученные результаты к ближайшему значению из стандартного ряда.

Поэтому, чтобы не превысить рабочий ток нагрузки, необходимо расчётное сопротивление округлять в сторону увеличения. Используя наиболее распространённые резисторы из ряда Е24, не всегда удаётся подобрать нужный номинал. Решить эту проблему можно двумя способами. Первый подразумевает последовательное включение добавочного токоограничительного сопротивления, который должен компенсировать недостающие Омы.

Его подбор должен сопровождаться контрольными измерениями тока. Второй способ обеспечивает более высокую точность, так как предполагает установку прецизионного резистора. В любом случае лучше оставить реальный ток немного меньше от номинала. Это не сильно повлияет на яркость, зато обеспечит кристаллу щадящий режим работы. Мощность, рассеиваемая резистором, составит:. Вычислим КПД собранного светильника:. По аналогии с первым примером разберемся, какой нужен резистор для SMD светодиода Здесь нужно учесть конструкционные особенности светодиода, который состоит из трёх независимых кристаллов.

Значит, светодиод можно запитать от одного резистора, объединив 3 анода в одну группу, а три катода — в другую. Ближайшее стандартное значение — 30 Ом.

Поэтому управлять красным, зелёным и синим цветом, придётся тремя резисторами разного номинала. Представленный ниже онлайн калькулятор для светодиодов — это удобное дополнение, которое произведет все расчеты самостоятельно.

С его помощью не придётся ничего рисовать и вычислять вручную. Всё что нужно — это ввести два главных параметра светодиода, указать их количество и напряжение источника питания. Одним кликом мышки программа самостоятельно произведёт расчет сопротивления резистора, подберёт его номинал из стандартного ряда и укажет цветовую маркировку. Кроме этого, программа предложит уже готовую схему включения. Напряжение источника питания В :. Прямое напряжение светодиода В :.

Прямой ток светодиода мА :. Количество светодиодов:. Дополняя вышесказанное стоит отметить, что если прямое напряжение светодиода значительно ниже напряжения питания, то схемы включения через резистор малоэффективны. Вся лишняя энергия впустую рассеивается резистором, существенно занижая КПД устройства. Светодиодная лента SMD , её особенности и разновидности. Как правильно подключить светодиодный прожектор к сети вольт?

Срок службы светодиодных ламп и светильников: реалии и сказки производителей. Стабилизаторы тока на lm, lm, lm и их применение для светодиодов. Чем отличаются светодиодные лампы от энергосберегающих?

Какие лампы лучше для дома — светодиодные или энергосберегающие? Расчет и подбор сопротивления для светодиода. Резистор ограничивает, но не стабилизирует ток. Схема подключения. Принципиальная схема. Другое расположение светодиодов. Резистор 4 полосы. Читайте так же. Последние публикации Самые популярные статьи Последние комментарии.

Расчет и подбор сопротивления для светодиода

Работа резистора заключается в ограничении тока , протекающего по цепи. НЕ в превращении тока в тепло, а именно в ограничении тока. То есть, без резистора по цепи течет большой ток , встроили резистор — ток уменьшился. Рассмотрим работу резистора на примере лампочки на схеме ниже. Имеем источник питания, лампочку, амперметр, измеряющий ток , проходящий через цепь. И Резистор.

Основной характеристикой резистора является сопротивление. В случае с Ардуино следует ограничивать ток, поступающий с.

Primary Menu

Светодиод является полупроводниковым прибором с нелинейной вольт-амперная характеристикой ВАХ. Его стабильная работа, в первую очередь, зависит от величины, протекающего через него тока. Любая, даже незначительная, перегрузка приводит к деградации светодиодного чипа и снижению его рабочего ресурса. Чтобы ограничить ток, протекающий через светодиод на нужном уровне, электрическую цепь необходимо дополнить стабилизатором. Простейшим, ограничивающим ток элементом, является резистор. Расчет резистора для светодиода не является сложной задачей и производится по простой школьной формуле. А вот с физическими процессами, протекающими в p-n-переходе светодиода, рекомендуется познакомиться ближе. Ниже представлена принципиальная электрическая схема в самом простом варианте. В ней светодиод и резистор образуют последовательный контур, по которому протекает одинаковый ток I. Питается схема от источника ЭДС напряжением U.

Как рассчитать какой нужен резистор?

Цель эксперимента: Посмотреть на то как влияет превышение тока и напряжения на радио детали в нашем случаи это светодиод. Нам понадобится: Батарейка на 9 вольт, два светодиода, резистор Ом, потенциометр на 1КОм Ом. Плюс подключать на длинную ножку, а минус на ту сторону которая имеет срез по кромке. Так же можно определить по внутреннему строению светодиода, смотрите рисунок.

Для чего нужен токоограничивающий резистор в базе транзистора?

Резисторы, ток и напряжение

Питание светодиодов не такой простой вопрос, как может показаться. Они крайне чувствительны к режиму, в котором работают и не терпят перегрузок. Самое главное, что нужно запомнить — полупроводниковые излучающие диоды питают стабильным током, а не напряжением. Даже идеально стабилизированное напряжение не обеспечит поддержки заданного режима, это следствие внутренней структуры и принципа действия полупроводников. Тем не менее при грамотном подходе светодиоды можно подключать к питанию через токоограничивающий или добавочный резистор. Его расчет сводится к элементарному подбору такого сопротивления, на котором будут падать лишние Вольты при заданной величине тока.

Как правильно рассчитать и подобрать резистор для светодиода.

Какой резистор нужен для светодиода

Работа светодиода основана на излучении квантов света, возникающих при протекании по нему тока. В зависимости от этого меняется и яркость свечения элемента. При малом токе он светит тускло, а при большом — вспыхивает и сгорает. Для ограничения протекающего через него тока проще всего использовать сопротивление. Выполнить правильный расчёт резистора несложно, но при этом следует помнить, что он только ограничивает, но не стабилизирует ток. Светодиод — это прибор , обладающий способностью излучать свет.

Таким образом, мы должны ограничить ток светодиода. У нас есть два варианта.

Онлайн расчет резистора для светодиода

Подобно тому, как труба тормозит и ограничивает протекающий через нее поток воды, так электрическое сопротивление ограничивает протекающий через него электрический ток. Сопротивление R измеряется в омах условное обозначение Ом. Основными единицами для измерения тока, напряжения и сопротивления являются ампер, вольт и ом.

Как рассчитать резистор для светодиода?

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Расчет резистора для светодиода

Собственно, сам вопрос: Есть резистор 5w 0,5om. Если я любое напряжение делю на эти злосчастные 0,5 ом, то получаю силу тока. Но, какое либо не делил ли бы я напряжение, получается, что сила тока увеличивается. Я очень сильно заморочился и уже 4 раза перечитал. Я что-то не учитываю.

Так как для светоизлучающего диода СИД, LED, светодиода весьма желательно питание стабильным током, то не стоит его подключать непосредственно к источнику напряжения. Нужно обязательно стабилизировать или хотя бы ограничить ток протекающий через светодиод.

Чем кроме резистора ограничить ток?

Резисторы применяются практически во всех электросхемах. Это наиболее простой компонент, в основном, служащий для ограничения или регулирования тока, благодаря наличию сопротивления при его протекании. Внутреннее устройство детали может быть различным, но преимущественно это изолятор цилиндрической формы, с нанесённым на его внешнюю поверхность слоем либо несколькими витками тонкой проволоки, проводящими ток и рассчитанными на заданное значение сопротивления, измеряемое в омах. Материалом для изготовления практически всех нелинейных деталей, кроме угольных варисторов, применяемых в стабилизаторах напряжения, являются полупроводники. Мощность зависит от габаритов детали, поэтому у маленьких зарубежных резисторов ее определяют на глаз, сравнивая с российскими, технические характеристики которых известны; Ряд сопротивления резистора Е

Как ограничить ток на выходе +12В БП ПК?

Он же емкость — еще один вид пассивных элементов. На схеме обозначен как две одинаковые параллельные черточки. В отличии от резистора, конденсатор это нелинейный элемент.

Не сгореть! Расчет токоограничивающего резистора светодиода

Светоизлучающие диоды (СИД) — одно из основных устройств вывода, используемых в проектах с открытым исходным кодом. Они предоставляют вам простой способ предоставить пользователю обратную связь о состоянии того, что происходит в цепи. Популярным использованием является индикатор питания, чтобы пользователь знал, включено ли устройство.

Но подключение светодиода напрямую к источнику питания может привести к перегоранию светодиода. Вы должны использовать токоограничивающий резистор последовательно со светодиодом для защиты.

Для расчета номинала резистора потребуется собрать несколько битов информации о вашем светодиоде из его паспорта. В частности, нам нужно будет определить прямое напряжение светодиода (Vf) и его максимальный номинальный ток (Imax). Vf говорит нам, какое напряжение требуется для включения светодиода. Imax говорит нам о максимальном токе, который может выдержать светодиод. Нам также необходимо знать напряжение источника питания, который будет питать светодиод. Имея эту информацию на руках, мы можем применить следующую формулу: 

 

 

 

 

Предположим следующее:

Vпит = 5В

Vf = 1,7 В

Iмакс = 20 мА

Теперь применим эти переменные к формуле и получим следующее:

Вы можете спросить себя, почему вы округляете до 220 Ом, когда расчет выходит до 165 Ом? Проще говоря, именно здесь академическое отделяется от реального мира. Когда дело доходит до производства компонентов, резисторы на 165 Ом не производятся. Таким образом, вам придется довольствоваться скрытой стоимостью, которую вы действительно можете приобрести из таких источников, как Mouser Electronics.

Так это все? Ну, не совсем. Помните, что еще одной важной характеристикой резистора является его номинальная мощность, измеряемая в ваттах. Чтобы рассчитать номинальную мощность резистора, мы должны использовать степенной закон Джоуля:

 

Исходя из расчетов, резистор на 1/8 Вт будет работать нормально, хотя достать резистор на 1/4 Вт может быть проще. Подойдет резистор любой номинальной мощности.

Предостережение при питании нескольких светодиодов. У вас может возникнуть соблазн сэкономить место на плате или количество резисторов, используя один резистор для нескольких светодиодов. Не делайте этого. Светодиоды, как и большинство электронных компонентов, не идеальны. Некоторые светодиоды могут иметь меньшее падение напряжения, чем другие, это приведет к тому, что через них будет протекать больший ток, что может привести к разрушению светодиодов. Всегда используйте один резистор для каждого светодиода, чтобы компенсировать переменное прямое напряжение. Если вам нужно сэкономить место на плате, рассмотрите сети резисторов, которые предлагают несколько резисторов в одном крошечном корпусе и используют один общий вывод. См. пример на рис. 2.

Вот и все, что вам нужно знать, чтобы правильно выбрать токоограничивающий резистор. Вы будете использовать токоограничивающие резисторы во многих приложениях, а не только для питания светодиодов. Надеюсь, это дало вам достаточно информации, чтобы начать создавать свои собственные светодиодные проекты.

« Назад

Майкл Паркс, ЧП является соучредителем Green Shoe Garage, студии дизайна электроники на заказ и фирмы, занимающейся исследованиями встроенной безопасности, расположенной в Западном Мэриленде. Он выпускает подкаст Gears of Resistance, чтобы повысить осведомленность общественности о технических и научных вопросах. Майкл также является лицензированным профессиональным инженером в штате Мэриленд и имеет степень магистра системной инженерии Университета Джона Хопкинса.

Стоит ли отказаться от токоограничивающего резистора для светодиода? | Блог

Главная CircuitMaker Светодиодные системы с токоограничивающим резистором и блоком питания с соответствующим напряжением

Создано: 20 сентября 2017 г.
Обновлено: 11 декабря 2020 г.

Большинство моих друзей-инженеров ведут сбалансированный образ жизни. Однако есть инженеры-трудоголики. Эти инженеры не ограничивают свое рабочее время и постоянно борются со стрессом. Их образ жизни не так уж отличается от светодиодов, которые напрямую подключены к источнику питания без токоограничивающего резистора или с неправильным номиналом резистора. Они начинают сильными, но в конце концов мерцают и выгорают.

В архитектурной отрасли светоизлучающие диоды (LED) обычно используются в архитектурных моделях. Однако я заметил, что все больше и больше людей подключают свои светодиоды напрямую к источнику питания без токоограничивающего резистора. Хотя изначально они функционируют, поскольку напряжение источника питания настроено в соответствии со светодиодом, это не рекомендуется, если вы хотите, чтобы ваши светодиоды соответствовали сроку службы, указанному на их печатной плате.

Как работает светодиод

Светодиод представляет собой полупроводниковое устройство, построенное с использованием соединения кремния P-типа и кремния N-типа, похожее на диод. Полупроводники P-типа имеют более высокую концентрацию положительных «дырок», чем электроны, а полупроводники N-типа имеют более высокую концентрацию электронов.

Типичный диод пропускает ток только в одном направлении. Прямое смещение применяется к светодиоду путем подключения кремния P-типа к положительной клемме источника питания, а кремния N-типа к земле. Когда прямое напряжение превышает пороговое напряжение PN-перехода, начинает течь ток. Падение напряжения на светодиоде всегда эквивалентно прямому напряжению светодиода. Они могут варьироваться от 1,8 В до 3,3 В в зависимости от цвета и типа светодиода.

Когда светодиод подключен к источнику питания с напряжением, превышающим его прямое напряжение, токоограничивающий резистор подключается последовательно со светодиодом. Токоограничивающий резистор ограничивает ток для светодиода и регулирует разницу падений напряжения между светодиодом и источником питания. Конечно, вам нужно будет рассчитать, какой токоограничивающий резистор вам понадобится для вашей печатной платы.

Выбор правильного блока питания для светодиодов

В то время как обычный импульсный блок питания может легко зажечь светодиодную систему с токоограничивающим резистором, существуют блоки питания, предназначенные для светодиодов. Эти источники питания называются драйверами светодиодов, и они бывают двух типов: драйверы светодиодов постоянного тока и драйверы светодиодов с постоянным падением напряжения.

Драйвер постоянного тока светодиода изменит свое напряжение в пределах диапазона, чтобы гарантировать, что его выходной ток поддерживается на заданном уровне. Например, вы можете использовать драйвер постоянного тока для 100 параллельно подключенных светодиодов с прямым напряжением 3,3 В и прямым током 10 мА. Драйвер светодиода должен поддерживать постоянный ток 1 А в диапазоне рабочего напряжения, перекрывающем прямое напряжение светодиода. В этом случае токоограничивающий резистор не нужен.

Драйвер светодиода с постоянным падением напряжения работает, регулируя падение напряжения и коэффициент усиления с заданным значением и скоростью в пределах ограничения тока. В случае светодиодных лент или коммерческого освещения устанавливаются токоограничивающие резисторы, чтобы свести к минимуму влияние изменения источника напряжения. Эти светодиодные фонари часто указывают напряжение, при котором они работают, и что для них требуются светодиодные драйверы постоянного напряжения.

Подберите подходящий блок питания для вашей конфигурации светодиодов.

Отсутствие токоограничивающего резистора — стоит ли рисковать?

Имея на рынке целый ряд драйверов светодиодов, многие компании предпочитают использовать обычный импульсный источник питания и опускают номиналы резисторов в своих светодиодных установках. Это связано с тем, что припайка резисторов к светодиодам вручную требует дополнительных трудозатрат, а обычные импульсные блоки питания дешевле драйверов светодиодов.

Теоретически кажется разумным подключить обычное напряжение питания 3,3 В к сотням светодиодов с таким же прямым напряжением. Такой подход может привести к выходу этих светодиодов из строя задолго до заявленного срока службы. В результате нередко эти светодиоды мерцают или перегорают в течение нескольких недель после установки. Это связано с тем, что обычные импульсные источники питания имеют проблемы с пусковым током питающего напряжения; внезапный всплеск тока при включении питания. Со временем это может повредить светодиоды, если они не защищены токоограничивающими резисторами. Кроме того, усовершенствованные драйверы светодиодов имеют функции, которые устраняют проблемы с пусковым током напряжения питания и помогают избежать ручной пайки.

Некоторые из этих красивых светодиодов начнут мигать через несколько недель после установки, если вы решите сократить расходы вместо того, чтобы следовать передовым методам.

Лучшее, что мы можем сделать, будучи инженером или поставщиком электронного оборудования, — это дать дельный совет о том, как действовать в таких случаях. Однако, когда мы разрабатываем собственные светодиодные приложения, нет оправдания тому, что мы не следуем передовым методам питания светодиодов. Когда вам нужен простой в использовании инструмент для компоновки печатных плат, который включает в себя все необходимое для создания высококачественных печатных плат, пригодных для изготовления, не ищите ничего, кроме CircuitMaker.