Cara menghitung resistor untuk LED - rumus dengan contoh + kalkulator online

LED dengan nuansa warna yang berbeda memiliki tegangan operasi langsung yang berbeda. Mereka diatur dengan memilih resistansi pembatas arus dari LED. Untuk membawa perangkat ringan ke mode nominal, Anda perlu memberi daya pada sambungan p-n dengan arus operasi. Ini dilakukan dengan menghitung resistor untuk LED.

Tabel tegangan LED tergantung pada warnanya

Tegangan operasi LED berbeda. Mereka bergantung pada bahan persimpangan p-n semikonduktor dan terkait dengan panjang gelombang emisi cahaya, yaitu rona warna cahaya.

Tabel mode nominal nuansa warna yang berbeda untuk menghitung resistansi redaman ditunjukkan di bawah ini.

Dari tabel kita dapat melihat bahwa 3 volt dapat digunakan untuk menyalakan semua jenis emitor, kecuali untuk perangkat dengan warna putih, sebagian ungu dan semua ultraviolet. Ini disebabkan oleh fakta bahwa perlu untuk "menggunakan" beberapa bagian dari tegangan catu daya untuk membatasi arus yang melalui kristal.

Dengan catu daya 5, 9 atau 12 V, Anda dapat memberi daya dioda tunggal atau rantai dioda 3 dan 5-6 secara seri.

Rantai serial mengurangi keandalan perangkat di mana mereka digunakan tentang faktor jumlah LED. Koneksi paralel meningkatkan keandalan dalam proporsi yang sama: 2 rantai - 2 kali, 3 - 3 kali, dll.

Tetapi durasi sumber cahaya yang belum pernah terjadi sebelumnya dari 30-50 hingga 130-150 ribu jam membenarkan penurunan keandalan, karena masa pakai perangkat bergantung padanya. Bahkan 30-50 ribu jam operasi selama 5 jam sehari - 4 jam di malam hari dan 1 di pagi hari setiap hari - itu 16-27 tahun beroperasi. Selama waktu ini, sebagian besar perlengkapan akan menjadi usang dan akan dihapus. Oleh karena itu, koneksi seri banyak digunakan oleh semua produsen perangkat LED.

Kalkulator online untuk menghitung LED

Data berikut akan diperlukan untuk perhitungan otomatis:

• tegangan sumber atau catu daya, V;
• tegangan langsung nominal perangkat, V;
• arus operasi pengenal langsung, mA;
• Jumlah LED dalam rantai atau termasuk secara paralel;
• diagram koneksi LEDdiagram.

Data awal dapat diambil dari lembar data dioda.

Setelah memasukkannya di jendela kalkulator yang sesuai, tekan "Hitung" dan Anda akan mendapatkan nilai nominal resistor dan kekuatannya.

Perhitungan ukuran resistor pembatas arus dioda

Dalam praktiknya, dua jenis perhitungan digunakan - grafik - sesuai dengan karakteristik volt-ampere dioda dan matematika - menurut data peringkatnya.

Diagram skema koneksi pemancar ke catu daya.

Dalam gambar:

• - adalah sumber catu daya, yang pada keluarannya memiliki nilai E;
• "+"/"-" - polaritas koneksi LED: "+" - anoda, ditunjukkan dengan segitiga pada diagram, "-" - katoda, ditunjukkan dengan tanda hubung silang pada diagram;
• R - hambatan pembatas arus;
• kamu_dipimpin - langsung, itu juga tegangan kerja;
• Saya - arus operasi melalui perangkat;
• kami menyatakan tegangan melintasi resistor sebagai U_R.

Maka rangkaian untuk menghitung akan terlihat seperti ini:

Skema untuk menghitung resistor.

Mari kita hitung hambatan untuk batasan arus. tegangan kamu di sirkuit akan didistribusikan sebagai berikut:

U = U_R + U_dipimpin atau U_R + saya × R_dipimpin, dalam volt,

di mana R_dipimpin- resistansi diferensial internal p-n junction.

Dengan transformasi matematika kita mendapatkan rumus:

R = (U-U_dipimpin)/Saya, dalam Ohm.

Nilai kamu dapat diambil dari nilai lembar data.

Mari kita hitung nilai resistor pembatas arus untuk model LED Cree Cree XM-L, yang memiliki nampan T6.

Spesifikasinya: Nominal tipikal kamu_DIPIMPIN = 2,9 V, maksimum kamu_DIPIMPIN = 3,5 V, arus operasi Saya_DIPIMPIN=0,7 .

Untuk perhitungan kami menggunakan kamu_DIPIMPIN = 2,9 .

R = (U-U_dipimpin)/I = (5-2,9)/0,7 = 3 Ohm.

Nilai yang dihitung sama dengan 3 Ohm. Kami memilih elemen dengan toleransi akurasi ± 5%. Akurasi ini lebih dari cukup untuk mengatur titik operasi ke 700 mA.

Bulatkan nilai resistansinya. Ini akan mengurangi arus, fluks bercahaya dioda dan meningkatkan keandalan operasi dengan mode termal kristal yang lebih lembut.

Mari kita hitung disipasi daya yang diperlukan untuk resistor ini:

P = I² × R = 0,7² × 3 = 1,47 W

Agar aman, bulatkan ke nilai terdekat yang lebih tinggi, 2 W.

Skema koneksi seri dan paralel LED banyak digunakan dan menunjukkan fitur koneksi ini. Menghubungkan elemen yang sama secara seri membagi tegangan sumber secara merata di antara mereka. Dengan resistansi internal yang berbeda, itu sebanding dengan resistansi.Ketika dihubungkan secara paralel, tegangannya sama dan arusnya berbanding terbalik dengan resistansi internal elemen.

Ketika LED dihubungkan secara seri.

Dalam koneksi seri, dioda pertama dalam rantai memiliki anoda yang terhubung ke "+" dari catu daya, dan katodanya ke anoda dioda kedua. Begitu seterusnya hingga dioda terakhir dalam rantai, yang katodanya terhubung ke "-" sumbernya. Arus dalam rangkaian seri adalah sama di semua elemennya. Artinya, besarnya sama melalui perangkat cahaya apa pun. Hambatan internal dari sebuah terbuka, yaitu kristal pemancar cahaya dalam puluhan atau ratusan ohm. Jika 15-20 mA mengalir melalui rangkaian dengan hambatan 100 ohm, akan ada 1,5-2 V pada setiap elemen. Jumlah tegangan pada semua perangkat harus lebih kecil dari pada catu daya. Perbedaannya biasanya dibasahi dengan resistor khusus, yang melakukan dua fungsi:

• Membatasi arus operasi pengenal;
• Memberikan tegangan maju nominal pada LED.

Baca juga

Menghubungkan LED ke 12 volt

 

Ketika dihubungkan secara paralel

Koneksi paralel dapat dilakukan dengan dua cara.

Diagram pengkabelan koneksi paralel.

Gambar atas menunjukkan cara menghidupkan tidak diinginkan. Dengan sambungan ini, satu hambatan akan memastikan persamaan arus hanya jika kristalnya sempurna dan panjang penghantar suplainya sama. Tetapi penyebaran parameter perangkat semikonduktor selama pembuatan tidak memungkinkan untuk membuatnya identik. Dan memilih yang sama meningkatkan harga secara dramatis. Perbedaannya bisa 50-70% atau lebih. Merakit desain, Anda akan mendapatkan perbedaan pendaran setidaknya 50-70%. Selain itu, kegagalan satu radiator akan mengubah operasi semuanya: jika sirkuit rusak, satu akan padam, yang lain akan bersinar lebih terang sebesar 33% dan menjadi lebih panas.Terlalu panas akan berkontribusi pada degradasi mereka - perubahan warna cahaya dan penurunan kecerahan.

Dalam kasus korsleting akibat overheating dan pembakaran kristal, resistor pembatas arus mungkin gagal.

Opsi yang lebih rendah memungkinkan Anda untuk mengatur titik operasi yang diinginkan dari setiap dioda, bahkan jika mereka memiliki peringkat daya yang berbeda.

Skema koneksi seri-paralel perangkat.

Tiga elemen LED dan satu resistor pembatas arus dihubungkan secara seri pada 4,5 V. Rantai yang dihasilkan dihubungkan secara paralel. Setiap dioda membawa 20 mA, dan semuanya 60 mA. Pada masing-masing dari mereka Anda mendapatkan kurang dari 1,5 V, dan pada pembatas arus - tidak kurang dari 0,2-0,5 V. Menariknya, jika Anda menggunakan catu daya 4,5 V, hanya dioda inframerah dengan tegangan langsung kurang dari 1,5 V yang dapat bekerja dengan itu, atau Anda perlu menambah catu daya hingga setidaknya 5 V.

Koneksi paralel langsung elemen LED (bagian atas sirkuit) tidak disarankan karena variasi parameter 30-50% atau lebih. Gunakan skema dengan resistor individu untuk setiap dioda (bagian bawah) dan hubungkan pasangan dioda-resistor yang sudah ada secara paralel.

Ketika satu LED

Resistor untuk satu LED hanya digunakan jika dayanya mencapai 50-100 mW. Pada nilai daya yang lebih tinggi, efisiensi rangkaian daya menurun secara signifikan.

Jika tegangan operasi langsung dioda jauh lebih rendah daripada tegangan catu daya, penggunaan resistor pembatas menyebabkan kerugian yang tinggi. Listrik dengan kualitas dan stabilitas tinggi, dengan riak yang disaring dengan hati-hati, disediakan oleh 3-5 jenis perlindungan catu daya tidak diubah menjadi cahaya, tetapi hanya dihamburkan secara pasif sebagai panas.

Untuk output daya tinggi, driver berikut digunakan: pengemudi - Resistor pembatas arus digunakan untuk keluaran daya tinggi.

Menggunakan resistor pembatas arus untuk mengatur operasi DIPIMPIN - adalah cara sederhana dan andal untuk memastikan pengoperasian LED yang optimal.

Contoh video perhitungan resistansi sederhana.

Tetapi dengan daya dioda lebih dari seratus miliwatt, Anda perlu menggunakan sumber atau driver stabilisasi arus mandiri atau bawaan.