Расчет резистора для светодиода

Внимание! Материалы из данного сайта дополняются, обновляются и перемещаются на мой новый сайт diodov.net  Добро пожаловать туда!

Расчет резистора для светодиода довольно прост и занимает минимум времени. Кроме того существуют множество онлайн калькуляторов, которые помогают выполнить подобные расчеты. Однако, я считаю, что гораздо полезнее самому разобраться в этом вопросе, понять физику протекающих процессов и собственноручно выполнять подобные расчеты. Этим мы и займемся в данной статье.

Светодиоды являются универсальными приборами. Они могут использоваться в качестве индикации, либо просто могут быть полноценными осветительными приборами.

У практикующих начинающих электронщиков довольно часто возникает ситуация, когда нужно запитать светодиод от источника питания, напряжение которого значительно превышает номинальное напряжение светодиода (рис. 1). Например, напряжение аккумуляторной батареи 12 В, а светодиод на 2 В (рис. 2) Если на светодиод подать такое напряжение, то он попросту сгорит. Или когда светодиод используется в качестве индикатора напряжения 220 В. Без применения специальных мер, при подключении на прямую, он также выйдет из строя.

Подключение светодиода через резистор

Рис. 1 — Схема подключения светодиода через резистор

Схема подключения светодиода через резистор

Рис. 2 — Схема прямого подключения светодиода к источнику напряжения

Расчет резистора для светодиода

Для того, чтобы снизить напряжение на светодиоде и ограничить ток в его цепи, нужно последовательно с ним соединить резистор (рис. 3). Давайте рассчитаем параметры этого резистора. Такая методика подойдет для любого светодиода при любом напряжении источника питания.

Подключение токоограничивающего резистора

Рис. 3 — Соединение резистора со светодиодом

Расчет выполним на примере светодиода типа АЛ307 (рис. 4). Номинальное напряжение его Uсд = 2 В, а ток Iсд = 10 мА = 0,01 А. Питать светодиод мы будем в первом случае от Uип1 = 12 В, а во втором – от Uип1 = 5 В, поскольку такие величины напряжения наиболее распространены. Этих трех параметров нам достаточно знать, чтобы рассчитать сопротивление R для светодиода.

Светодиод АЛ307

Рис. 4 — Светодиод АЛ307. Внешний вид

Выпишем исходные данные.

Uип1 = 12 В;

Uип2 = 5 В;

Uсд = 2 В;

Iсд = 10 мА = 0,01 А.

Сначала находим величину напряжения ΔUR, какую должен погасить резистор, т. е. находим падение напряжения на резисторе. Оно равно разнице напряжений источника питания и светодиода:

ΔUR = Uип – Uсд;

ΔUR = 12 – 2 = 10 В.

Т. е. на резисторе должно погаситься 10 В. Сопротивление резистора R равно отношению падения напряжения на нем ΔUR к току (рис. 5):

R = ΔUR/Iсд;

R = 10/0,01 = 1000 Ом = 1 кОм.

Расчет резистора для светодиода

Рис. 5 — Сопротивление резистора для светодиода при Uип1 = 12 В

Определим сопротивление для светодиода при питании от источника напряжения 5 В.

Uип = 5 В;

Uсд = 2 В;

Iсд = 10 мА = 0,01 А.

Падение напряжения на резисторе:

ΔUR = Uип – Uсд;

ΔUR = 5 – 2 = 3 В.

Сопротивление (рис. 6):

R = ΔUR/Iсд;

R = 3/0,01 = 300 Ом.

Расчет сопротивления резистора для светодиода

Рис. 6 — Сопротивление резистора для светодиода при Uип2 = 5 В

И так, сопротивления резисторов мы определили. Однако знание его величины еще не достаточно, чтобы включить резистор в цепь. Также очень важным параметром является мощность рассеивания, которая выделяется резистором в виде тепла вследствие протекания через него тока.

Расчет мощности резистора для светодиода

Существуют стандартные ряды мощностей рассеивания резисторов. Визуально мощность рассеивания резистора можно определить по размеру (рис. 7, 8). Чем больше размер резистора, тем большую мощность он способен рассеять.

Мощность рассеивания резистора 0,125 Вт

Рис. 7 — Резистор с мощность рассеивания 0,125 Вт

Мощность рассеивания резистора 1 Вт

Рис. 8 — Резистор с мощность рассеивания 1 Вт

Чтобы окончательно определимся с выбором резистора рассчитаем его мощность рассеивания P, которая равна произведению напряжения, приложенного к резистору ΔUR, на ток Iсд, протекающий через него.

P = UI = U2/R = I2R.

P1 = 0,012·300 = 0,03 Вт.

P2 = 0,012·1000 = 0,1 Вт.

Как видно, в обеих случаях нам подойдет резистор с мощностью рассеивания 0,125 Вт или больше.

Давайте подытожим алгоритм расчета резистора для светодиода.

  1. Определяем падение напряжения на резисторе.
  2. Находим сопротивление.
  3. Рассчитываем мощность рассеивания.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *