LED电阻计算器

电阻(计算值)
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在任何固定电压电源上使用LED时,均需串联一个电阻器,否则LED会因电流过大而瞬间损坏。输入供电电压、LED的正向工作电压(Vf)及其目标正向电流(If),该计算器即可计算出所需电阻值(可选最接近的E12标准规格)、电阻器的发热功率以及最佳适用功率等级。

如何选择LED串联电阻的阻值

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    输入电源电压

    USB接口需5V电压;PP3接口需9V电压;汽车用或直流降压升压输出端需12V电压。

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    输入 LED 正向电压(Vf)

    红色与琥珀色约为2.0 V,绿色/黄色约为2.2 V,蓝色/白色为3.0–3.4 V。数据手册中的数值优于记忆中的记录。

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    输入目标电流

    指示灯LED:5–10 mA;明亮漫射光:20 mA;超亮模式:最高可达30 mA。切勿超过数据手册中的Imax值。

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    选择电阻器

    将数值四舍五入至最接近的E12规格;选择的功率等级至少应为计算出的散热功率的2倍。

串联LED电路中的欧姆定律

该电阻可吸收在选定电流下电源电压与LED正向压降之间的差值。

R = (Vsupply − Vf) / If
P_resistor = (Vsupply − Vf) × If

对于一个典型的、以10 mA电流驱动红色LED的5V USB电源:

R = (5 − 2.0) / 0.010 = 300 Ω    → E12 值:330 Ω
P = (5 − 2.0) × 0.010 = 30 mW    → 任意 1/8 W 或 1/4 W 电阻均可

LED Vf 快速参考表

LED颜色 典型工作电压(20 mA时)
红外线 1.2–1.6 V
红色 1.8–2.1 V
黄色/琥珀色 2.0–2.2 V
绿色(传统) 2.1–2.4 V
绿色(InGaN) 3.0–3.4 V
蓝色 3.0–3.4 V
白色(荧光粉) 3.0–3.4 V
UV 3.3–4.0 V

驱动多个 LED

将它们串联使用,而非并联。并联LED的电流分配不均,电压较低的LED会消耗更多电流,最先损坏。串联时,各LED的电压值相加:

R = (Vsupply − N × Vf) / If

经验法则:在电阻两端至少预留1伏的裕量电压,否则任何Vf漂移或电源电压下降都会导致电路闪烁。

选择功率值

计算得出的耗散值可反映热负荷。为确保应对环境温度升高及元件容差的影响,需将该数值乘以两倍作为安全裕度:对于30 mW的计算需求,至少需要1/8 W(即125 mW)的电阻;对于300 mW的计算需求,则至少需要1/2 W(即500 mW)的电阻。

何时切换为恒流驱动器

对于由3个及以上LED组成的串灯、高功率LED(电流≥100 mA)或电池供电电路(其供电电压在放电时会下降),采用恒流驱动器(如CL2N3、LM317的CC型版本或专用降压稳压器)可确保LED在电源波动情况下仍安全工作。仅使用串联电阻不仅浪费能量,且无法实现有效补偿。

常见问题

在大多数直流电源中,LED的电流会超过其正向工作电流,导致结区发热,从而要么立即损坏,要么在数小时内逐渐劣化。即使使用3伏纽扣电池供电,LED也只能通过电池自身的足够内阻实现“自我限流”,这依然是一种不良做法。

它们属于E12系列,是每个十倍区间(decade)包含12个数值的几何级数;E24系列再增加12个数值;E96系列(用于精密电阻器)则每个十倍区间包含96个数值。各数值之间的差值约为20%,足以覆盖大多数制造公差范围。

大多数3毫米和5毫米直插式LED的额定电流均为20 mA。现代高亮度LED在5–10 mA电流下即可提供充足亮度,同时延长使用寿命并节省电池电量。请在数据手册中查看Imax,超过该值会使标称寿命失效。

不,电阻值、E12匹配度及功率参数均在您的浏览器中计算,且不会记录任何数据。

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