LED の抵抗器の計算方法 - 例を含む式 + オンライン計算機

異なる色合いの LED は、異なる直接動作電圧を持っています。これらは、LED の電流制限抵抗を選択することによって設定されます。光デバイスを公称モードにするには、pn接合に動作電流を供給する必要があります。これは、LED の抵抗を計算することによって行われます。

色別LED電圧表

動作 LED 電圧が異なります。それらは半導体 pn ジャンクションの材料に依存し、発光の波長、つまり発光色の色相に関連しています。

減衰抵抗を計算するためのさまざまな色合いの公称モードの表を以下に示します。

表からわかるのは、 3ボルトであらゆる種類のエミッターをオンにすることができます、白い色合い、部分的に紫、すべてが紫外線のデバイスを除きます。これは、水晶を流れる電流を制限するために、電源電圧の一部を「使い切る」必要があるためです。

5、9、または 12 V の電源を使用すると、単一のダイオードまたは直列の 3 つおよび 5 ～ 6 個のダイオードのチェーンに電力を供給することができます。

シリアル チェーンを使用すると、デバイスの信頼性が LED の数の約 1 倍低下します。並列接続では、同じ割合で信頼性が向上します: 2 チェーン - 2 倍、3 - 3 倍など。

しかし、デバイスの耐用年数はそれに依存するため、30〜50時間から130〜15万時間の前例のない光源の持続時間は、信頼性の低下を正当化します。 1 日 5 時間の稼働でも 30 ～ 50,000 時間 - 毎日夕方に 4 時間、朝に 1 時間 - これは 16 ～ 27 年の稼働に相当します。.この間、ほとんどの備品は時代遅れになり、廃棄されます。したがって、直列接続は、LED デバイスのすべてのメーカーで広く使用されています。

LEDを計算するためのオンライン計算機

自動計算には次のデータが必要です。

• ソースまたは電源電圧、V;
• デバイスの公称直流電圧、V;
• 直接定格動作電流、mA;
• チェーン内または並列に含まれる LED の数。
• LED接続図図。

初期データは、ダイオードのデータシートから取得できます。

それらを電卓の適切なウィンドウに入力した後、「計算」を押すと、抵抗器の公称値とその電力が得られます。

ダイオード電流制限抵抗器のサイズの計算

実際には、2 種類の計算が使用されます。グラフィック - ダイオードの電圧 - アンペア特性に応じて、数学 - 定格データに応じて計算されます。

電源への送信機接続の概略図。

図では:

• エ - 出力に E の値を持つ電源供給源です。
• "+"/"-" - LED 接続の極性: "+" - 図上に三角形で示されるアノード、"-" - 図上にクロス ダッシュで示されるカソード。
• R - 電流制限抵抗;
• う_導いた - 直接、動作電圧でもあります。
• 私 - デバイスを流れる動作電流。
• 抵抗器の両端の電圧を U_R.

次に、計算するための回路は次のようになります。

抵抗を計算するための回路図。

電流制限の抵抗を計算してみましょう。電圧 う 回路では、次のように配布されます。

U = U_R + U_導いた またはU_R + 私 × R_導いた、ボルトで、

どこ R_導いた- pn接合の内部微分抵抗。

数学的変換により、次の式が得られます。

R = (U-U_導いた)/I、オーム.

価値 う データシートの値から選択できます。

T6 ビンを持つ Cree LED モデル Cree XM-L の電流制限抵抗の値を計算してみましょう。

その仕様: 典型的な公称 う_導いた = 2.9 V、最大 う_導いた = 3.5 V、動作電流 私_導いた=0,7 А。

計算のために使用します う_導いた = 2,9 ×。

R = (U-U_導いた)/I = (5-2,9)/0,7 = 3 オーム。

計算値は 3 オームです。精度公差±5%の素子を選定しております。この精度は、動作点を 700 mA に設定するのに十分です。

抵抗値を切り上げます。これにより、ダイオードの電流と光束が減少し、水晶のより穏やかな熱モードによって動作の信頼性が向上します。

この抵抗器に必要な消費電力を計算してみましょう。

P = I² × R = 0.7² × 3 = 1.47W

安全を期すために、最も近い高い値 2 W に切り上げてください。

直列および並列接続方式 LED は広く使用されており、これらの接続の機能を示しています。同じ要素を直列に接続すると、電源電圧がそれらの間で均等に分割されます。内部抵抗が異なると、抵抗に比例します。並列に接続すると、電圧は同じで、電流は要素の内部抵抗に反比例します。

LEDを直列に接続した場合。

直列接続では、チェーンの最初のダイオードのアノードが電源の「+」に接続され、カソードが 2 番目のダイオードのアノードに接続されます。チェーンの最後のダイオードまで同様で、そのカソードはソースの「-」に接続されています。直列回路の電流は、そのすべての要素で同じです。つまり、どの光デバイスでも同じ大きさです。オープン、つまり発光結晶の内部抵抗は、数十または数百オームです。 100 オームの抵抗で 15 ～ 20 mA が回路を流れている場合、各要素には 1.5 ～ 2 V が発生します。すべてのデバイスの電圧の合計は、電源の電圧よりも低くなければなりません。この違いは、通常、次の 2 つの機能を実行する特別な抵抗器で減衰されます。

• 定格動作電流を制限します。
• LED の公称順方向電圧を提供します。

また読む

LEDを12ボルトに接続する

 

並列接続時

並列接続は 2 つの方法で行うことができます。

並列接続配線図。

上の写真は、オンにする方法が望ましくないことを示しています。この接続により、水晶が完全で電源導体の長さが同じ場合にのみ、1つの抵抗が電流の均等性を保証します。しかし、製造中の半導体デバイスのパラメータのばらつきにより、それらを同一にすることはできません。また、同じものを選択すると、価格が大幅に高くなります。 差は 50 ～ 70% 以上になる可能性があります.デザインを組み立てると、少なくとも 50 ～ 70% の発光の違いが得られます。さらに、1 つのラジエーターが故障すると、それらすべての動作が変わります。回路が壊れると、1 つが消え、他のラジエーターが 33% 明るくなり、さらに加熱されます。過熱はそれらの劣化に寄与します - グローシェードの変化と明るさの減少。

クリスタルの過熱や焼損による短絡の場合、電流制限抵抗が故障する可能性があります。

下のオプションでは、ダイオードの電力定格が異なっていても、任意のダイオードの目的の動作点を設定できます。

デバイスの直並列接続のスキーム。

3 つの LED 素子と 1 つの電流制限抵抗が 4.5 V で直列に接続されます。結果のチェーンは並列に接続されます。各ダイオードには 20 mA が流れ、全体で 60 mA が流れます。それぞれで1.5 V未満、電流リミッターでは0.2〜0.5 V以上になります。興味深いことに、4.5 V電源を使用する場合、直流電圧が1.5 V未満の赤外線ダイオードのみが動作しますまたは、電源を少なくとも 5 V に上げる必要があります。

LED 素子 (回路の上部) の直接並列接続は、30 ～ 50% 以上のパラメーターの変動があるため、推奨されません。各ダイオード (下部) に個別の抵抗を使用する方式を使用し、既にダイオードと抵抗のペアを並列に接続します。

LED単体の場合

シングルLED用抵抗器 電力が最大 50 ～ 100 mW の場合にのみ使用されます.電力値が高くなると、電力回路の効率が大幅に低下します。

ダイオードの直接動作電圧が電源電圧よりもはるかに低い場合、制限抵抗を使用すると損失が大きくなります。 3 ～ 5 種類の電源保護によって提供される、慎重にフィルタリングされたリップルを備えた、高品質で安定した電気は、光に変換されず、単に熱として受動的に放散されます。

高出力の場合、次のドライバーが使用されます 運転手 - 大電力出力には電流制限抵抗が使用されます。

電流制限抵抗を使用して動作を設定する 導いた - 最適な LED 動作を確保するためのシンプルで信頼性の高い方法です。

簡単な抵抗計算のビデオ例。

ただし、100 ミリワットを超えるダイオード電力では、スタンドアロンまたは組み込みの電流安定化ソースまたはドライバーを使用する必要があります。