Как рассчитать ограничивающий резистор для светодиода?
Светодиод представляет собой не лампочку, а полупроводник, преобразующий ток в световое излучение. Поэтому для подключения данного осветительного прибора необходимо учитывать ряд нюансов. Неважно речь идет о крупном торговом центре или уютном ресторане – без обеспечения стабильного тока вы столкнетесь с тем, что устройство быстро выйдет из строя. Поэтому вы должны знать, как рассчитать резистор для светодиода, который является важнейшей частью схемы питания освещения.
Особенности расчета сопротивления резистора
Чтобы разобраться, как рассчитать резистор для светодиода достаточно знать формулу, составленную на основе закона Ома. Она выглядит следующим образом: R = (VS — VL) / I.
VS – это напряжение источника питания в вольтах, к которому будут подключаться светодиоды. VL – напряжение питания самого полупроводника. Для белых и цветных светодиодов оно чаще всего составляет от 2 до 4 вольт. Не стоит брать максимальное значение.
I – ток светодиода.
В каталоге компании ReLED вы найдете качественные светодиоды различных типов. Наиболее распространены изделия с одним кристаллом на 20 мА и с четырьмя кристаллами на 80 мА. Перед подстановкой в формулу значение тока нужно перевести из миллиампер в амперы. То есть, 20 мА будет равно 0,02 А.
Пример выбора резистора
Допустим, у вас в распоряжении девятивольтовый источник питания, 3 двухвольтовых светодиода на 20 мА. В таком случае с использованием выше предложенной формулы вы знаете, как рассчитать резистор для светодиода. Для начала суммируем напряжение полупроводников: VL = 2 + 2 + 2 = 6 Величина сопротивления резистора в этом случае будет равна: R = (9 – 6) / 0,02 = 150 Ом.
Если полученное значение не совпадает со стандартным номиналом, то выбирайте резистор с ближайшим большим сопротивлением. Теоретически возможно подключение к устройству со значительно отличающимся номиналом для экономии электроэнергии. Но это негативно скажется на яркости освещения.
+7 (953) 822-00-13
620102, г. Екатеринбург ул. Благодатская, 76, корпус Е, 103 (офис) / 102 (склад)
Какой резистор нужен для светодиода на 5 вольт
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. Давайте рассмотрим, как рассчитать его номинал вручную или воспользоваться онлайн калькулятором.
Хоть и главным параметром для питания светодиода является ток, но есть и такой, как падение напряжения. Это величина необходимая для того, чтобы он зажегся. Отталкиваясь от нее проводят вычисления ограничительного резистора.
Типовые напряжения LED разных типов:
| Цвет | Напряжение, В |
| Белый | 2.8-3.2 для маломощных, 3.0 и выше для мощных (более 0.5 Вт) |
| Красный | 1.6-2.0 |
| Зеленый | 1.9-4.0 |
| Синий | 2.8-3.2 |
| Желтый, оранжевый | 2.0-2.2 |
| ИК | До 1.9 |
| УФ | 3.1-4.4 |
Внимание! Если вы не можете найти документацию на имеющийся элемент – при использовании онлайн калькулятора возьмите данные из этой таблицы.
Чтобы сократить теорию, давайте сразу на практике рассчитаем сопротивление для подключения белого светодиода к бортовой цепи автомобиля 12В. Её фактическое значение при заведенном двигателе доходит до 14,2 В, а иногда и выше, значит его и берем для расчетов.
Тогда расчёт сопротивления для светодиода выполняют по закону Ома:
R=U/I
На светодиоде должно упасть усреднено 3 Вольта, значит нужно компенсировать:
У обычного 5 мм светодиода номинальный ток равен 20 мА или 0,02 А. Рассчитываем сопротивление резистора, на котором должно упасть 11,2 В при заданном токе:
R=11,2/0,02=560 Ом или ближайший в большую сторону
Чтобы добиться стабильного питания и яркости в цепь питания дополнительно устанавливают стабилизатор L7805 или L7812 и проводят расчет относительно питающих 5 или 12 Вольт соответственно.
Как рассчитать резистор для подключения светодиода к сети 220 Вольт? Такой вопрос возникает, когда нужно сделать какую-то индикацию или маячок. Расчёт сопротивления в этом случае выглядит так:
Так как любой диод пропускает ток в одном направлении, то обратное напряжение приведет к тому, что он выйдет из строя. Значит параллельно светодиоду устанавливают еще один такой же или шунтирующий обычный маломощный выпрямительный диод, например, 1n4007.
С помощью нашего онлайн калькулятора можно рассчитать сопротивление для одного или нескольких соединенных последовательно или цепи параллельных светодиодов:
Если светодиодов несколько, тогда:
- Для последовательного соединения резистор рассчитывают с учетом суммы падений на каждом элементе.
- Для параллельного соединения сопротивление рассчитывают с учетом суммы токов каждого светоизлучающего диода.
Также нельзя забывать о мощности резистора, например, во втором примере с подключением цепи к сети 220В на нем будет выделяться мощность равная:
В данном случае это будет довольно крупный резистор. Чтобы уменьшить эту мощность, можно еще сильнее ограничить ток, например, в 0,01А, что снизит эту мощность в двое. В любом случае номинальная мощность сопротивления должна быть больше той, которая будет выделяться в процессе его работы.
Для долгой и стабильной работы излучателя при подключении к сети используйте в расчетах напряжение слегка выше номинального, то есть 230-240 В.
Если вам сложно посчитать или вы не уверены в чем-то, тогда наш онлайн калькулятор для расчета резистора для светодиода быстро подскажет вам, какой нужен резистор из стандартного размерного ряда, а также его минимальную мощность.
Опубликовано 21.08.2018 Обновлено 21.08.2018 Пользователем Александр (администратор)
Правила подключения и расчет светодиодов
Светодиоды различного назначения прочно вошли в нашу жизнь, и сегодня уже ни у кого не вызывает сомнений тот факт, что классические лампы накаливания постепенно будут вытеснены с рынка. Преимущества LED большинству из нас давно знакомы, а вот о правилах их подключения известно далеко не всем. А ведь данный осветительный элемент как никакой другой зависит от корректности подаваемого напряжения и силы тока.
В наш магазин электронных компонентов нередко поступают вопросы, касающиеся особенностей подключения светодиодов, обладающих теми или иными характеристиками. В данной статье мы постараемся доступно разъяснить базовые моменты, зная которые каждый из вас сможет правильно подключить и запитать приобретённые электронные компоненты самостоятельно.
Устройство светодиода
Чтобы понять принцип подключения светодиодов и научиться рассчитывать силу подаваемого тока, нужно хорошо представлять себе, как работают данные электронные компоненты. Основу любого светодиода составляет искусственный полупроводниковый кристалл, в котором реализован p-n-переход (область контакта двух полупроводников с различными типами проводимости). Цвет свечения этого кристалла зависит от его состава, а для усиления его яркости к нему примешиваются всевозможные добавки. Кристалл помещён на металлическое основание — катод, выполняющий по совместительству функцию отражателя. Параллельно катоду размещён анод, соединённый с кристаллом посредством тонкого проводка. Вся эта конструкция запаивается в корпус, именуемый по аналогии с лампами накаливания колбой.
Соблюдаем полярность
Светодиоды могут пропускать ток лишь в одном направлении — от анода к катоду, в связи с чем соблюдение полярности при их подключении является важнейшим условием. Как правило, длинный вывод светодиода является анодом, а короткий — катодом. Однако всецело полагаться на это негласное правило не стоит, лучше свериться лишний раз с документацией производителя, чем сжечь электронный компонент.
Резистор обязателен
В силу своего устройства светодиоды очень чувствительны к силе подаваемого на них тока, в связи с чем наличие ограничительного резистора в схеме является обязательным. Многие потребители пренебрегают данным условием, из-за чего ресурс светодиода существенно сокращается. Однако экономия на копеечном резисторе оборачивается в итоге постоянными расходами на то и дело выходящие из строя светодиоды. Зная это, некоторые производители электронных компонентов включают резистор в выпускаемые осветительные элементы на базе LED уже с завода, продлевая тем самым срок их службы. Однако такая продукция встречается на рынке не так уж часто. В подавляющем большинстве случаев резистор необходимо включать в схему самостоятельно. В связи с этим запомните: приобретая светодиоды, купите и резисторы к ним. Иначе может получиться так, что вместо энергоэффективного источника света вы получите нестабильно работающий расходник.
Рассчитываем номинал резистора
Чтобы правильно рассчитать номинал резистора, нужно вспомнить закон Ома. Все мы проходили его в школе, однако лишний раз освежить его в памяти не помешает. Наиболее простой для восприятия, на наш взгляд, является следующая форма записи формулы данного закона:
где U — напряжение, I — сила тока, R — сопротивление.
Таким образом, сила тока в сегменте электрической цепи прямо пропорциональна напряжению (U) и обратно пропорциональна сопротивлению (R). Зная напряжение и силу тока, по этой формуле можно легко высчитать сопротивление. Оно будет равняться напряжению, делёному на силу тока, что можно выразить в виде формулы
Звучит сложно, но на практике всё гораздо проще. Рассмотрим пример. У нас есть светодиоды 3 мм, в спецификациях которых указано, что их необходимо запитывать током 3 В 20 мА. В наличии у нас имеется стандартный блок питания, выдающий 5 В. Следовательно, для корректной работы светодиодов с данным источником питания из 5 вольт нужно сделать 3. Для этого необходимо купить резисторы, способные рассеивать лишние 2 вольта. Именно тут в действие вступает закон Ома и вышеупомянутая формула расчёта сопротивления — R = U/I. Из формулы следует, что для вычисления целевого сопротивления резистора нам следует излишек напряжения разделить на силу тока:
2В / 0.02 А = 100 Ом.
Итак, в соответствии с расчётами нам нужны резисторы номиналом 100 Ом. Однако не всегда у вас будет получаться такое ровное значение. Вам может потребоваться сопротивление 112 или 136 Ом. В таких ситуациях ваш выбор должен падать на резистор большего номинала, ближайшего к целевому. Да, светодиод при таком сценарии не сможет функционировать на полную мощность. Однако это не принесёт ему никакого вреда. Напротив, работа в режиме 85-90% от заявленной мощности продлит ему эксплуатационный срок, при этом на глаз потерю яркости будет заметить крайне сложно.
Зная силу тока (I) и напряжение (U), мы можем высчитать не только номинальное сопротивление резистора, но и его предельную рассеиваемую мощность. Для этого следует перемножить I и U. Полученный результат и будет отображать требуемую мощность резистора в ваттах. В разбираемом нами примере:
0.02 A × 2 B = 0.04 Вт.
Следовательно, для наших светодиодов 3 мм 3 B 20 мА нам потребуются резисторы с рассеиваемой мощностью 0,04 Вт.
Способы подключения
Как правило, светодиоды 5 мм и 3 мм включаются в схему группами по несколько штук. Делать это можно как последовательно, так и параллельно, используя всего один резистор на группу. Главное помнить простое правило: при последовательном подключении суммируется напряжение, а при параллельном — сила тока.
 Схема параллельного подключения |
 Схема последовательного подключения |
Прибегать к объединению светильников в группы можно лишь в том случае, если вы используете электронные компоненты с одинаковыми характеристиками. Если в группе присутствуют отличающиеся по характеристикам светодиоды (даже если эти отличия находятся в рамках погрешности), целесообразно рассчитывать номинал резистора отдельно для каждого из них. Аналогичным образом лучше поступать и в тех случаях, когда светодиодов в группе много. Дело в том, что даже в рамках одной модели может наблюдаться незначительное расхождение в характеристиках, и при одновременном подключении большого количества диодов эти расхождения могут суммироваться и привести к выходу из строя целой группы электронных компонентов.
Подводные камни
Главный подводный камень при работе со светодиодами состоит в том, что магазин радиодеталей может публиковать на своём сайте неточные данные о характеристиках реализуемых электронных компонентов. При этом многие светодиоды также не имеют чётко прописанного номинального напряжения. Как правило, оно лежит в каком-то диапазоне, а не представлено в виде фиксированной числовой величины. При небольшом количестве подключенных светодиодов данный фактор не будет иметь решающего значения, в то время как при большом количестве находящихся в одной группе LED выйти из строя может сразу вся группа. Чтобы избежать подобных эксцессов, мы рекомендуем разбивать светодиоды на группы по 3-5 единиц и каждую подключать через собственный резистор. Цена реализуемого проекта при этом возрастёт не сильно, а вот эксплуатационный срок диодов существенно увеличится.
Расчет резистора для светодиода, калькулятор
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. Онлайн расчёт резистора для светодиода производится на основе его номинальной рабочей силы тока.
Онлайн калькулятор
Предварительно составьте схему подключения, чтобы избежать ошибок в расчётах. Онлайн калькулятор покажет вам точное сопротивление в Омах. Как правило окажется, что резисторы с таким номиналом не выпускаются, и вам будет показан ближайший стандартный номинал. Если не удаётся сделать точный подбор сопротивления, то используйте больший номинал. Подходящий номинал можно сделать подключая сопротивление параллельно или последовательно. Расчет сопротивления для светодиода можно не делать, если использовать мощный переменный или подстроечный резистор. Наиболее распространены типа 3296 на 0,5W. При использовании питания на 12В, последовательно можно подключить до 3 LED.
Резисторы бывают разного класса точности, 10%, 5%, 1%. То есть их сопротивление может погрешность в этих пределах в положительную или отрицательную сторону.
Не забываем учитывать и мощность токоограничивающего резистора, это его способность рассеивать определенное количество тепла. Если она будет мала, то он перегреется и выйдет из строя, тем самым разорвав электрическую цепь.
Чтобы определить полярность можно подать небольшое напряжение или использовать функцию проверки диодов на мультиметре. Отличается от режима измерения сопротивления, обычно подаётся от 2В до 3В.
Основные параметры
Отличие характеристик кристаллов для дешевых ЛЕД
Так же при расчёте светодиодов следует учитывать разброс параметров, для дешевых они будут максимальны, для дорогих они будут более одинаковыми. Чтобы проверить этот параметр, необходимо включить их в равных условиях, то есть последовательно. Уменьшая тока или напряжение снизить яркость до слегка светящихся точек. Визуально вы сможете оценить, некоторые будут светится ярче, другие тускло. Чем равномернее они горят, тем меньше разброс. Калькулятор расчёта резистора для светодиода подразумевает, что характеристики светодиодных чипов идеальные, то есть отличие равно нулю.
Напряжение падения для распространенных моделей маломощных до 10W может быть от 2В до 12В. С ростом мощности увеличивается количество кристаллов в COB диоде, на каждом есть падение. Кристаллы включаются цепочками последовательно, затем они объединяются в параллельные цепи. На мощностях от 10W до 100W снижение растёт с 12В до 36В.
Этот параметр должен быть указан в технических характеристиках LED чипа и зависит от назначения:
- цвета синий, красный, зелёный, желтый;
- трёхцветный RGB;
- четырёхцветный RGBW;
- двухцветный, теплый и холодный белый.
Особенности дешёвых ЛЕД
Прежде чем подобрать резистор для светодиода на онлайн калькуляторе, следует убедится в параметрах диодов. Китайцы на Aliexpress продают множество led, выдавая их за фирменные. Наиболее популярны модели SMD3014, SMD 3528, SMD2835, SMD 5050, SMD5630, SMD5730. Всё самое плохое обычно делается под брендом Epistar.
Например, чаще всего китайцы обманывают на SMD5630 и SMD5730. Цифры в маркировке обозначают лишь размер корпуса 5,6мм на 3,0мм. В фирменных такой большой корпус используется для установки мощных кристаллов на 0,5W , поэтому у покупателей диодов СМД5630 напрямую ассоциируется с мощностью 0,5W. Хитрый китаец этим пользуется, и в корпус 5630 устанавливает дешевый и слабенький кристалл в среднем на 0,1W , при этом указывая потребление энергии 0,5W.
Китайские светодиодные лампы кукурузы
Наглядным примером будут автомобильные лампы и светодиодные кукурузы, в которых поставлено большое количество слабеньких и некачественных ЛЕД чипов. Обычный покупатель считает, чем больше светодиодов чем лучше светит и выше мощность.
Автомобильные лампы на самых слабых лед 0,1W
Чтобы сэкономить денежку, мои светодиодные коллеги ищут приличные ЛЕД на Aliexpress. Ищут хорошего продавца, который обещает определённые параметры, заказывают , ждут доставку месяц. После тестов оказывается, что китайский продавец обманул, продал барахло. Повезёт, если на седьмой раз придут приличные диоды, а не барахло. Обычно сделают 5 заказов, и не добившись результата и идут делать заказ в отечественный магазин, который может сделать обмен.
Если вам понравилась моя статья,
то добавьте её к себе на страницу Вконтакте
Оцените статью звёздочками
(голосов: 84, в среднем: 4,50 из 5)
- Альберт 08.04.2019 Здравствуйте!
Товарищ подарил COB светодиод хорошей китайской марки, мощностью 50 ватт. На сайте производителя указано: 50 ватт, 1700 мА, прямое напряжение — 12-36 вольт. Странно, конечно, что такой разброс по напряжению при постоянном токе. Есть советский потенциометр (проволочный) 5 ватт, 230 ом (на самом деле разные в ящике в гараже и много, из СССР еще, можно повыбирать), и есть блок питания для лент со стабилизацией напряжения 12 вольт, мощностью 160 ватт макс. Есть также мультиметр )). И есть старый светильник в виде подводной лодки, который хочу вернуть к жизни. Нет необходимости в 50-ти ваттах отдачи (можно и в половину), но предполагаю сделать регулируемую (без ШИМ) подсветку, путем включения всего последовательно. Плюс радиатор с кулером. Как Вы считаете, можно так сделать? Или еще постоянный резистор добавить? Просто путаница какая-то у меня — производители пишут одно, а по закону ома по другому. Если потенциометр 5 ватт при падении на нём 1-3 вольта, должно же хватить этой мощности?
Спасибо!- Ответ эксперта 15.04.2019 У светодиода должно быть указано точное падение напряжения, в вашем случае это примерно 30-36 вольт. Силу тока можно регулировать хот резистором, хоть микросхемой. Настраиваемый драйвер у китайцев стоит 150-200 руб, регулируется напряжение и сила тока. Есть повышающие драйверы, которые с 12 вольт на входе будут давать 36 на выходе. В разделе «питание» у меня всё подробно расписано.
- Ответ эксперта 09.01.2019 Чтобы узнать примерную мощность светодиода надо измерить вольт-амперную характеристику светодиода. Рабочий ток и мощность должны быть указаны в параметрах.
- Ответ эксперта 03.12.2018 В светодиодной светотехнике много обмана у нас и у китайцев, лучше всего покупать что-нибудь проверенное.
- Ответ эксперта 19.08.2018 Если шаба душит, то купите хорошие со стабилизатором и радиатором. Ваш цоколь не знаю, точную модель не посоветую.
- Ответ эксперта 07.03.2018 Мощность резастора должна быть больше минимально допустимой, больше лучше.
- Ответ эксперта 18.06.2017 Это всё у меня описано на сайте. Лучше возьмите лампочки на 12 вольт. Или можно лампы или прожекторы на 220В с линейным стабилизатором.
Добавить комментарий Отменить ответ
Автор сайта, эксперт
- 1.Написание обзоров
- 2.Бесплатное тестирование
- 3.Информация о себе
- 4.Реклама на сайте
- 5.Для воров моих статей
- 6.Контакты
Самые популярные записи
LM317 и LM317T схемы включения, datasheet
Расчет резистора для светодиода, калькулятор
Подключение светодиодов к 12 вольт и к сети 220В
Стабилизатор тока для светодиодов, схемы
Преобразователь с 12 на 220 своими руками
Стабилизатор тока на LM317 для светодиодов
TL431 datasheet, TL431 схема включения
Контакты
Информация для рекламодателей
Информация для воров моего контента
© 2014-2018 LED Obzor. Все права защищены. Использование материалов с сайта запрещено в любом виде, рерайт и копипаст нельзя.
Карта сайта Политика конфиденциальности