Расчет резистора токоограничивающего: Расчет токоограничивающего резистора для светодиода

Содержание

Как рассчитать и выбрать токоограничивающий резистор для светодиодов


Автор Aluarius На чтение 9 мин. Просмотров 3.7k. Опубликовано

Содержание

  • 1 Расчет резистора для светодиода
  • 2
    Особенности подключения светодиода
  • 3 Особенности дешёвых LED
  • 4 Можно ли обойтись без резисторов
  • 5 В каких случаях допускается подключение светодиода через резистор
  • 6 Расчет резистора для светодиода при последовательно-параллельном соединении
  • 7 Вычисление сопротивления при параллельном соединении светодиодов
  • 8 Пример расчета сопротивления резистора при последовательном подключении
  • 9 Как подключить светодиод к 220в через резистор
    • 9.1 Какой резистор нужен для светодиода на 12 вольт
  • 10 Теория
    • 10.1 Математический расчёт
  • 11 Графический расчёт

Расчет резистора для светодиода

Светодиод – прибор, который преобразует проходящий через него ток в световое излучение. Их используют для освещения в прожекторах и лампах, для украшения в гирляндах, в фарах авто. В статье ниже вы узнаете, как правильно подключить светодиод и чем отличаются разные виды соединений. А также, зачем для подключения нужен резистор и как рассчитать, какой резистор вам нужен.

Особенности подключения светодиода

Главная особенность подключения светодиода к блоку питания — маленькое внутреннее сопротивление. То есть, при прямом подключении к сети, сила тока будет слишком высокой и светодиод может сгореть. Подключение кристалла светодиода происходит по медным или золотым нитям. Они выдерживают небольшие скачки тока, но, когда допустимое значение сильно превышается, они перегорают, прекращая питание элемента. Поэтому для их подключения используют резистор, ограничивающий поступление тока, так, чтобы он по номиналу подходил к заявленной у диода характеристике.

Также при подключении ограничителей тока необходимо помнить про соблюдение полярности и подключать отрицательный анод к отрицательному полю, а катод к положительному.

Особенности дешёвых LED

При подборе светодиода на рынке можно найти совершенно разные цены. Чем же отличаются дорогие диоды от дешёвых?
Светодиоды за разную стоимость отличаются не только внешними особенностями, но и техническими характеристиками. У дешёвых светодиодов параметры сильно отличаются друг от друга, в то время, как у дорогих они уменьшаются плавно при изменении тока или напряжения сети. Кроме того, дешёвые аналоги могут служить недолго и свет будет более тусклым или режущим глаза. На что нужно обратить внимание при покупке светодиодной лампы и как ее установить читайте тут.

Можно ли обойтись без резисторов

Если подсоединить светодиоды без резистора, то при небольшом изменении напряжения в сети, ток, подаваемый в диод, изменится в несколько раз. Даже если вы подключили несколько диодов, и они работают без резистора, нет гарантии, что напряжение сети не поднимется выше допустимого. Поэтому, если вы не хотите, чтобы диоды сгорели, нужно либо воспользоваться резистором, ограничивающим поток тока, либо использовать драйвер.

Справка! драйвер — блок питания для светодиодов, в нём стабильно поддерживается определённый ток на выходе. Драйверы часто используют в качестве источника питания для светодиода.

В каких случаях допускается подключение светодиода через резистор

В некоторых случаях подключение светодиодов возможно не через драйвер, а токоограничительный резистор.

  • Если свечение нужно в качестве индикатора, где не имеет значения, насколько ярко будет гореть диод, а важен сам факт свечения.
  • Для проверки работоспособности диодов их подключают через резистор к аккумулятору с высоким напряжением, из-за которого ЛЕД элемент может сломаться. Резистор ограничивает поступающее на диод напряжение и можно проверить его работоспособность без риска поломки деталей.
  • Для определения отрицательного и положительного полей светодиода.
  • При исследовании, как будет работать новый светодиод, используют ограничительные резисторы, чтобы элемент не перегорел при тестировании.

Расчет резистора для светодиода при последовательно-параллельном соединении

Последовательно-параллельно светодиоды соединяют в осветительных приборах с высокой мощностью. Соединение универсально: используется и для постоянного, и для переменного тока.
В таком случае последовательно соединённые цепочки светодиодов соединяют параллельно.

Для успешного соединения в каждой цепочке должно быть одинаковое количество диодов.

Нагрузочный резистор должен быть выбран с учётом того, что во всех параллельных ветках будет одинаковое напряжение. Поэтому для вычисления нужно вычислить только сопротивление одного резистора в любой цепи:
R = (Un*ULED)/ ULED,
где n — число светодиодов на ветке.
Лимит по числу диодов на ветке находится по формуле: n = (U = ULED)/ULED.
После проведения необходимых расчётов можно соединить диоды гибридным способом.

Плюсы гибридного соединения:

  • При выходе из строя одного диода, остальная часть схемы продолжит полноценно работать и не случится перенапряжения.
  • Для работы нужно меньше резисторов, чем в других соединениях.

Вычисление сопротивления при параллельном соединении светодиодов

Параллельное соединение используют, если суммарное соединение диодов, которых нужно подсоединить к источнику питанию, больше, чем напряжение источника. То есть, если при последовательном соединении диодов питания не хватает, и они не работают.
При параллельном соединении несколько веток с диодами параллельно соединяют, на каждой из них установлен свой резистор.

В таком случае во всем устройстве будет одинаково меняться напряжение, а проходящий ток может быть разным на каждой из веток.

Расчёты проводят для каждой отдельно взятой ветки.
Сначала нужно рассчитать сопротивление резистора по закону Ома:
U=I*R,
I — допустимый ток для прибора, значение можно взять из характеристики прибора.
Теперь нужно рассчитать мощность резистора:
P = U2/R.
Можно сократить: P=I*U.

Преимущества параллельного соединения:

Недостатки:

  • Увеличение нагрузки на остальные элементы, если один перестанет работать;
  • Нужно много резисторов для соединения.

Пример расчета сопротивления резистора при последовательном подключении

Диоды можно соединять последовательно в цепочку. Для этого нужно анод устройства соединить с катодом другого, и так продолжать цепочку, пока не достигнете нужного размера. Соединение происходит с помощью резистора, который ограничивает ток, поступающий на элементы, чтобы избежать их поломки.
Зная закон Ома, можно найти сопротивление включенного в схему резистора:
R=(U-ULED1+…+ULEDn)/ILED
Где U — напряжение сети;
ULED1— ULEDn — сумма напряжений включенных в цепь светодиодов.
ILED — ток, являющийся оптимальным для светодиодов.
Мощность резистора вычисляется по формуле:
P = I2*R

Лучше всего поставить резистор с мощностью, в два раза превышающую нужное значение, чтобы при перепаде напряжения устройства продолжало исправно работать.

 

Преимущества последовательного соединения:

  • В цепочке один ток;
  • Простое и быстрое соединение;
  • Возможное количество светодиодов ограничено уровнем напряжения;
  • При выходе из строя одного диода, перестаёт работать вся цепочка.

Как подключить светодиод к 220в через резистор

Светодиоды пропускают через себя ток в одном направлении. При переменном напряжении его направление меняется 2 раза за период, то есть в одном случае ток протекает через диод, а в ином — нет. Так как ток протекает в половине случаев, для определения среднего значения тока, который проходит через диод, нужно разделить U пополам.
Соответственно, U = 110В.
Допустим, собственное сопротивление у диода: 1,7 Ом.

Ток, проходящий через диод:
I=U/ ULED
110/1,7=65А.

Высокий ток, пройдя через полупроводник, сожжёт его, поэтому нужно использовать дополнительный прибор с сопротивлением, чтобы он, по принципу рассеивания, уменьшал количество тока, подаваемого на диод.

При высоком токе нельзя использовать параллельное соединение, так как если одна из цепей перестанет работать, значение тока в остальных увеличится и прибор сгорит.

  • Можно использовать дополнительный LED-элемент для блокировки обратного напряжения.
  • Использование встречно-параллельного соединения диодов с резистором:

Для того, чтобы прибор работал исправно, необходимо учитывать, что через все диоды должен проходить один ток, значит нужно подобрать элементы с одинаковыми характеристиками.

После соединения пересчитайте ёмкость конденсатора, потому что на светодиодах должно увеличиться напряжение.

Какой резистор нужен для светодиода на 12 вольт

12-вольтовая система — стандартная в автомобиле. В подключении LED-элемента к 12 вольтовой системе нет ничего сложного. Важно правильно провести расчёты сопротивления диода через токоограничивающий резистор.
Перед началом вычислений надо узнать характеристики имеющихся светодиодов: падение напряжения и требуемый им ток.
Сопротивление резистора рассчитывается по формуле:
R = U/I

  • 1 светодиод
    ULED = 3. 3 Вольт
    ILED = 0,02А
    При таком внутреннем сопротивлении диода, он будет отлично работать в системе, напряжение которой ограничивается значением 3,3 Вольт.
    Возьмём напряжение с запасом, так как скачки бывают до максимального значения 14,5.
    Максимально возможное напряжение отличается от допустимого для исправной работы светящегося элемента на 11,2 Вольта. Значит, перед включением диода, нужно снизить подаваемый ему ток на это значение.

Сперва нужно посчитать сопротивление, необходимое резистору:
R=U/I. R=560 Ом.
Для того, чтобы расчёты были более надёжными, надо вычислить мощность резистора:
P = U * I Мощность — 0,224Вт.
При выборе резистора, необходимо округлять значения в большую сторону и выбирать более мощный вариант.

  • 2 и 3 светодиода
    Рассчитывается аналогичным образом, светодиодное напряжение будет умножаться на количество светящихся элементов
  • От 4 светодиодов
    При подключении больше трёх светодиодов к такой сети не нужен будет резистор, так как напряжение не будет сильно превышать допустимое и светодиоды будут работать исправно.

Резисторы вы можете установить и на положительном, и на отрицательном полюсе, это не имеет значения при использовании.

Теория

Для того, чтобы светодиоды не перегорели, важно правильно рассчитать ограничивающий резистор.

Математический расчёт

Необходимые вычисления можно сделать самостоятельно, при низких значениях вам не потребуется калькулятор. Либо при помощи специальной программы, проводящей подсчёты за вас.
При расчёте сопротивления гасящего резистора нужно знать закон Ома.
R = U-ULED /ILED
U — напряжение сети;

ULED — значение напряжения, оптимального для работы диода
I LED —ток, на который рассчитана работа элемента
Чтобы не произошёл перегрев резистора во время работы, необходимо дополнительно рассчитывать оптимальную мощность для такого напряжения.
P = (U-ULED)*ILED

В этой схеме резистор подключается к катоду светящегося элемента.

Графический расчёт

В большинстве случаев, пользуются математическими вычислениями, но графический способ более наглядный и в каких-то случаях его применять значительно удобнее.

Для построения графика нужно знать характеристики светящегося элемента: ток и напряжение.
Теперь можно узнать сопротивление резистора по графику:

На нём пунктирной линией показано вычисление для элемента, на работу которого нужно 20мА тока. Далее соединяем точку пересечения пунктирной линии с «кривой ЛЕД», отмеченной голубым цветом, со значением напряжения диода. Линия пересекает шкалу максимального тока, где указано нужное значение.
После этого нужно провести расчёт сопротивления токоограничивающего резистора:
R=ULED/Imax
Его мощность: P=I2*R

Схемы подключений светодиодной ленты можно посмотреть здесь.

Светодиоды стали незаменимой частью нашей жизни, они стоят в качестве индикаторов на бытовой технике, в виде декоративных светодиодных лент и в составе оптопары в промышленности, а также в качестве более экологичного и экономного освещения. В использовании светодиодов нет ничего сложного, главное — не забывать использовать балластный резистор, благодаря которому ток будет ограниченно поступать на светящиеся элементы, и они не сломаются. Теперь вы знаете, как рассчитать нужное сопротивление резистора, разные способы соединения диодов и для чего их используют.

Токоограничивающие резисторы

Цели После проведения данного эксперимента Вы сможете рассчитывать общее сопротивление нескольких включенных последовательно резисторов и использовать закон Кирхгофа для напряжений, чтобы осуществлять расчеты и измерения для последовательных схем. При последовательном включении все компоненты подключаются концами друг к другу, образуя простую цепочку, которая соединяется с источником питания. При параллельном включении экс перимент 5 каждый из отдельных компонентов подключается непосредственно к источнику питания. Естественно, имеются более сложные схемы, в которых используются те или иные комбинации последовательных и параллельных соединений эксперимент 6.







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:

  • Резисторы, ток и напряжение

  • Как подключить светодиод к 12 Вольтам

  • Расчет и подбор сопротивления для светодиода

  • Расчет токоограничивающего резистора для светодиода

  • Последовательные схемы

  • Токоограничивающий резистор в базе транзистора

  • Управление яркостью внешнего светодиода с помощью резисторов

  • Использование резисторов в электронике.

  • Расчет резистора для светодиодной гирлянды

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Расчет резистора для светодиода — Расчет сопротивления для светодиода

Резисторы, ток и напряжение






Для чего нужен токоограничивающий резистор в базе транзистора? Читали предыдущую статью? Если да, то это очень хорошо, если нет, срочно читайте, иначе не поймёте о чем речь в этой статье.

Итак, у некоторых возникли непонятки с резистором, который цепляется к базе транзистора. Вроде бы понятно, что он ограничивает силу тока, но непонятно зачем. Давайте вспомним нашу картинку с предыдущей статьи:. Видите резистор на Ом? Что он там делает и для чего нужен, мы с вами разберем в этой статье. Вспоминаем его цоколевку расположение выводов :. Включение транзистора в схему с ОЭ О бщим Э миттером будет выглядеть приблизительно вот так:.

Как вы видите, в этой схеме мы подключали также лампочку и источник тока к коллектору-эмиттеру. Откинем пока что лампу и источник Bat2 и просто цепляемся крокодилами от Блока питания на выводы базы и эмиттера:.

Плюс от блока питания на базу, а минус на эмиттер. Теперь давайте будем увеличивать напряжение от нуля и до какого-то значения. Итак, кручу крутилку до 0,6 В и только тогда амперметр на блоке питания показал 10 мА:. Кручу дальше и получаю следующие результаты слева-направо :.

Дальше добавлять напряжение страшновато, так как транзистор становится горячим. Кстати, первый подопытный транзистор скончался, испустив белый дым, под напряжением в 1,5 В. Слишком резко крутанул крутилку. Давайте построим график по нашим точкам, или как говорится в народе, Вольт амперную характеристику ВАХ :.

Чуток коряво конечно, но смысл уловить можно. Среди профи-электронщиков этот график называется входной характеристикой биполярного транзистора, при нулевом напряжении на коллектор-эмиттере. Как вы помните, транзистор можно схематически представить, как два диода, соединенные или анодами, или катодами кто не помнит, читаем эту статью. Так что это получается? Ну да, все верно. Так вот, для диода ВАХ будет выглядеть как-то вот так:. Что тут можно увидеть?

Далее подавая напряжение на диод чуточку больше, сила тока через диод возрастает непропорционально. Напряжения добавили чуть-чуть, а сила тока стала в разы больше.

Настолько большое, что транзистор можно сгореть! Для нашего подопечного максимально допустимый постоянный ток базы составляет 0,5 А. Я же выжал 0,7 А, но транзистор за эти пару секунд чуть не вскипел. Что же это получается? Если напряжение изменится в плюс даже на каких-то десятки Вольт, то транзистор сгорит? Да, все именно так. Но как нам теперь быть? Неужели придется использовать высокостабильный блок питания?

Давайте проведем два небольших опыта. Для этого к базе цепляем резистор на 10 Ом:. Смотрим теперь на показания блока питания слево-направо :. Строим график по полученным точкам:. Сравниваем с графиком без резистора:. Обратите внимание на вертикальную шкалу силы тока базы I базы. При одном вольте на графике без резистора базовый ток был уже почти 0,7 А!

А с резистором на 10 Ом базовый при 1 В уже был каких-то 0,02 А. Чувствуете разницу? Почему же так все получилось? Досконально это схема будет выглядеть вот таким образом:. По цепи, которую я отметил красными проводками, течёт электрический ток. Нагрузкой для электрического тока является резистор и диод транзистора.

А так как они соединены последовательно, то вспоминая статью Делитель напряжения можно сказать, что и на диоде транзистора и на резисторе R падает напряжение. А сумма этих напряжений равняется напряжению батареи Bat. В данном случае вместо батареи я использовал блок питания. То есть можно записать, что. Проверяем, так ли оно на самом деле? В нашем случае используем тот же самый резистор на 10 Ом.

Выставляем на блоке питания напряжение 1 В. Видим, что сила тока, протекающая по цепи равна 20 мА. Итак, замеряем падение напряжения на резисторе:. А теперь падение напряжения на базе-эмиттере:. Ну как, теперь понятно, почему всё так происходит? Небольшое лирическое отступление. Так как резистор рассчитан на определенную мощность, нужно таким образом подбирать резистор, чтобы он не колыхнул ярким пламенем.

Какая же мощность сейчас в данный момент рассеивается на резисторе? Так как в нашем случае нагрузки подцеплены последовательно резистор и диод транзистора , сила тока, проходящая через каждую нагрузку везде будет одинаковой. Значит, резистор в данный момент рассеивает мощность, равную. Мой резистор рассчитан максимум на 0,25 Вт, значит все гуд. Если на резисторе будет рассеиваться мощность больше, чем 0,25 Вт, то резистор сгорит. Имейте это ввиду, когда будете проектировать свои электронные поделки.

А что будет, если взять резистор еще больше по номиналу? Давайте попробуем. Возьмем резистор на Ом:. И проводим аналогичный опыт.

Вот наши показания слева-направо :. Строим по ним график:. Из всего выше сказанного, показанного и написанного делаем простые и не очень выводы:. Для чего нам плавно регулировать ток базы, мы с вами еще обсудим. Популярные статьи Насколько опасен литий-полимерный LiPo аккумулятор Как определить полярность, не имея приборов Делитель напряжения Основные параметры транзистора Катушка индуктивности Конденсатор в цепи постоянного и переменного тока Как читать схемы.

Напряжение и сила тока Биполярный транзистор. Введение Делитель тока Эквивалентная схема биполярного транзистора SMD компоненты Полевой МОП транзистор Электрический сигнал Бегущие огни Работа транзистора в активном режиме Транзисторный эффект Обратный коллекторный ток PN-переход Инвертор на транзисторе Катушка индуктивности в цепи постоянного и переменного тока Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован.

Токоограничивающий резистор в базе транзистора. Введение Делитель тока Эквивалентная схема биполярного транзистора SMD компоненты Полевой МОП транзистор Электрический сигнал Бегущие огни Работа транзистора в активном режиме Транзисторный эффект Обратный коллекторный ток PN-переход Инвертор на транзисторе Катушка индуктивности в цепи постоянного и переменного тока.

Добавить комментарий Отменить ответ Ваш e-mail не будет опубликован.

Как подключить светодиод к 12 Вольтам

Многие пользователи при подключении диодной ленты или отдельного светодиода к источнику питания обнаруживают, что элемент отказывается гореть как положено или еще хуже — просто перегорает. Дело все в том, что узел подключается к питанию без надлежащей защиты и предварительных расчетов. Задача эта, как ни странно, решается очень легко. Существует множество онлайн-инструментов для автоматического произведения расчетов, но не всем таким результатам можно доверять. И лучше всего сначала разобраться в принципах, а затем посчитать для надежности все вручную, тем более, что операция эта достаточно простая. Если вы вдруг не знаете трех законов правил Кирхгофа для электрических контуров, то успокойтесь, их знания вам и не понадобится.

Таким образом, чтобы безопасно увести ток с контакта в землю понадобится резистор.

Расчет и подбор сопротивления для светодиода

Приветствую вас знатоки. Итак есть проблемка и нужно решение вопроса. Имею 12 в лед лампу с Али, обычная колба с крючком, чтобы под капотом можно было подвешивать. Китаец заявил 9 вт мощности. В реальности мои замеры показали при 12в ток в ма, лампа прилично греется, по некоторым прикидкам там стоят диоды Количество их не известно и как соединены тоже. Хотелось бы сделать немного поменьше ток, дабы дольше прожила. Какой резистор надо установить и какой мощности?

Расчет токоограничивающего 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.

Переключающее устройство с токоограничива-ющими активными резисторами типа РНТА рис.

Последовательные схемы

Для чего нужен токоограничивающий резистор в базе транзистора? Читали предыдущую статью? Если да, то это очень хорошо, если нет, срочно читайте, иначе не поймёте о чем речь в этой статье. Итак, у некоторых возникли непонятки с резистором, который цепляется к базе транзистора. Вроде бы понятно, что он ограничивает силу тока, но непонятно зачем. Давайте вспомним нашу картинку с предыдущей статьи:.

Токоограничивающий резистор в базе транзистора

В данной статье речь пойдет о расчете токоограничивающего резистора для светодиода. Для питания одного светодиода нам понадобится источник питания, например две пальчиковые батарейки по 1,5В каждая. Светодиод возьмем красного цвета, где прямое падение напряжения при рабочем токе 0,02 А 20мА равно -2 В. Для обычных светодиодов максимально допустимый ток равен 0,02 А. Схема подключения светодиода представлена на рис. А дело в том, что параметра напряжения питания как такового у светодиодов нет. Вместо этого используется характеристика падения напряжения на светодиоде, что означает величину напряжения на выходе светодиода при прохождении через него номинального тока. Значение напряжения, указанное на упаковке, отражает как раз падение напряжения.

Не забываем учитывать и мощность токоограничивающего резистора, это его способность рассеивать определенное количество тепла. Если она.

Управление яркостью внешнего светодиода с помощью резисторов

Портал о науке и технике Статьи Новости Видео Обзоры. Забыли пароль? Воспользуйтесь строкой поиска, чтобы найти нужный материал.

Использование резисторов в электронике.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Простой расчет ограничительного резистора для светодиода и вентилятора от компьютерного блока питани

В этой статье мы рассмотрим резистор и его взаимодействие с напряжением и током, проходящим через него. Вы узнаете, как рассчитать резистор с помощью специальных формул. В статье также показано, как специальные резисторы могут быть использованы в качестве датчика света и температуры. Новичок должен быть в состоянии представить себе электрический ток.

Светодиод имеет очень небольшое внутреннее сопротивление, если его подключить напрямую к блоку питания, то сила тока будет достаточной высокой, чтобы он сгорел. Медные или золотые нити, которыми кристалл подключается к внешним выводам, могут выдерживать небольшие скачки, но при сильном превышении перегорают и питание прекращает поступать на кристалл.

Расчет резистора для светодиодной гирлянды

На этом примере Вы научитесь изменять яркость светодиода, используя резисторы с различным сопротивлением. Светодиоды отлично служат в устройствах для разного рода индикации. Они потребляют мало электричества и при этом долговечны. В данном примере мы используем самые распространенные светодиды диаметром 5 мм. Также распространены светодиоды диаметром 3 миллиметра, ну и большие светодиоды диаметром 10 мм. Подключать светодиод напрямую к батарейке или источнику напряжения не рекомендуется. Во-первых, надо сначала разобраться, где именно у светодиода отрицательная и положительная ноги.

Для чего служит светодиод? Светодиоды излучают свет, когда через них проходит электрический ток. Были изобретены в е года прошлого века для смены электрических лампочек, которые часто перегорали и потребляли много энергии. Если вы видите внутри светодиода его внутренности — катод имеет электрод большего размера но это не официальные метод.






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.

Защитный резистор для регулирования тока

Резисторы, возможно, являются наиболее типичными компонентами, используемыми в электрических цепях, и они играют важную роль в диодных цепях, таких как выпрямители и светодиодные ленты. Эти резисторы известны как токоограничивающие резисторы из-за их роли в этих цепях. Мы проанализируем эти электронные компоненты, чтобы показать, как вы можете рассчитать их идеальные значения для вашего проекта. Взглянем!

 

Содержание

Что такое токоограничивающий резистор?

 

Токоограничивающий резистор представляет собой резистор, включенный последовательно в цепь для защиты от чрезмерного возгорания в приборе. Он работает по принципу уменьшения тока за счет увеличения общего сопротивления нагрузки.

Токоограничивающий резистор и переменный резистор на схеме лазерного диода

Большинство электронных компонентов имеют ограничение на максимальный ток, который они могут выдержать. Если вы превысите этот предел тока, детали не будут работать и могут сгореть. Таким образом, любой резистор, включенный последовательно со схемой, регулирует ток, проходящий через него, и вы можете называть его резистором-ограничителем тока.

Устройство типовое в светодиодных схемах для защиты от перегорания.

 

Зачем нужны токоограничивающие резисторы для цепей светодиодного освещения

 

Светодиодные фонари являются одними из самых основных устройств вывода в проектах с открытым исходным кодом, поскольку они обеспечивают обратную связь о состоянии цепи в простой для понимания форме. Например, они могут показывать, когда устройство включено. Однако подключение светодиода напрямую к источнику питания приведет к его перегоранию.

Вот почему.

Резисторы ведут себя в соответствии с законом Ома (V=IR), который является линейным. Таким образом, если значение сопротивления остается постоянным, увеличение напряжения на резисторе приведет к увеличению тока. А падение напряжения означает меньший ток.

Но светодиоды так не работают. Они являются диодами и ведут себя по кривой ВАХ. У них есть рекомендуемое или характерное прямое напряжение (обычно между 1,5 В и 4 В), которое необходимо достичь, чтобы включить светодиоды.

Цепи светодиодов с резисторами

Но как только они включаются, сопротивление светодиодов быстро падает, и диоды пропускают большие токи. Этот чрезмерный ток сделает их очень яркими и, возможно, перегорит. Нагрузочный резистор, включенный последовательно, регулирует протекающий через него ток и защищает компоненты.

Любая схема с диодами, например выпрямитель, требует для защиты этих последовательных резисторов.

Альтернативой является использование драйвера светодиодов с постоянным током, который выдает один выходной ток при изменении напряжения. Но эти драйверы дороги и имеют ограниченную гибкость. Поэтому большинство людей используют блоки питания постоянного напряжения с токоограничивающими резисторами.

Драйвер светодиода

 

Расчет номиналов токоограничивающих резисторов для светодиодных цепей

 

Лучший способ увеличить срок службы светодиодов — ограничить ток, протекающий через них. Вот как рассчитать правильное значение резистора для вашего проекта.

 

Одиночные светодиоды

 

Закон Ома немного усложняется при расчете сопротивления токоограничивающего резистора для одиночных светодиодов, как показано ниже.

 

Светодиоды в серии

 

При последовательном соединении светодиодов формула становится более сложной, поскольку падение напряжения на них увеличивается. И это также снижает напряжение на резисторе. Но ток через резистор остается прежним.

Светодиоды, соединенные последовательно

Где n — количество светодиодов в серии.

 

Светодиоды параллельно

 

При параллельном соединении светодиодов ток через резистор увеличивается, но ток, протекающий через каждый светодиод, остается постоянным. С другой стороны, падение напряжения на резисторе и светодиодах остается неизменным.

Светодиоды, соединенные последовательно и параллельно

Но очень важно иметь n последовательных светодиодов в каждой параллельной ветви (m), и блоки должны иметь одинаковые прямое напряжение и ток. В противном случае формула будет неактуальна.

Например, рассмотрим эти четыре светодиода.

Светодиоды в виде массива.

Светодиоды расположены в виде массива.

Уравнение не применимо к первой принципиальной схеме, но работает для второй.

 

Токоограничивающий резистор: управление яркостью

 

Для некоторых светодиодных приложений требуются функции затемнения, например, при окружающем освещении. Для этой функции требуются два резистора.

  • Резистор с постоянной нагрузкой для ограничения тока (Rf)
  • Переменный резистор для регулировки яркости (Rv)

Переменный резистор

Rf ограничивает ток, когда Rv имеет минимальное значение (0 Ом), поскольку через него протекает максимальный ток. Таким образом, вы можете рассчитать значение Rf, используя следующую формулу, когда Rv=0.

Регулировка Rv увеличивает сопротивление в цепи, уменьшая ток, протекающий через светодиод. Поэтому он самый низкий, когда Rv находится на максимальном значении.

Значение Rv можно рассчитать по следующей формуле.

 

Токоограничивающий резистор: этапы проектирования схемы

 

Используйте следующие четыре шага, чтобы выбрать правильное значение резистора для ограничения тока.

  • Используйте желаемые характеристики светодиода и рабочие характеристики в приведенных выше уравнениях, чтобы получить значения резисторов.
  • Округлите идеальное значение резистора, чтобы получить реальное значение. Например, если расчет дает вам 133,42 Ом, реальное значение будет 130 Ом или 150 Ом с допуском 5%. Но вы можете выбрать другие значения в зависимости от конкретного приложения или того, что у вас есть.

 

Значение цветовой маркировки резисторов.