Токоограничивающий резистор: Эта страница ещё не существует

Использование резисторов в электронике. » Хабстаб

Резистор можно охарактеризовать тремя параметрами:

• сопротивление
  
• допуск
  
• мощность
  

Для того чтобы понять, что такое сопротивление, давайте представим себе трубу, по которой течёт вода. Так как движению воды в трубе ничего не мешает, напор на выходе трубы будет равен напору на входе трубы. Теперь давайте мысленно разрежем трубу на две части и поместим между ними сетку, такую же, как у ситечка, которым мы сеем муку. Желательно ещё представить, что эта сетка обладает некоторой толщиной, но это необязательно. Теперь напор на выходе трубы будет отличаться от напора на входе трубы, а насколько он будет отличаться будет зависеть от размера ячейки сетки.

Если провести аналогию с электрической цепью, то ток — это вода, а резистор — сетка, а размер ячейки — сопротивление. Функция сетки — ограничение потока воды, а основное назначение резистора в электрических цепях — ограничение тока.

Допуск показывает насколько реальное сопротивление резистора, может отличается от заявленного. Резистор 100 ом с допуском в 5%, в действительности может обладать сопротивлением от 95 до 105 ом.

Известно что при протекании тока через проводник, последний нагревается, то есть электрическая энергия превращается в тепловую. Мощность резистора определяет какое количество тепла он способен рассеивать. С другой стороны, если записать формулу мощности следующим образом

P = U²/R

P = I²*R

Становится понятно, что мощность определяет максимальный ток, протекающий через резистор или максимальное напряжение, которое может быть к нему приложено. Как правило, более мощные резисторы обладают большими размерами.

Применение резистора.

Токоограничивающий резистор.
Как Вы думаете можно ли подключить светодиод, падение напряжения на котором 2V, к кроне на клеммах которой напряжение 9V?
Конечно можно, надо только ограничить ток текущий через светодиод и в этом нам поможет резистор.

Такой резистор называют токоограничивающим, потому что в данной схеме он предназначен для ограничения тока через светодиод. Его сопротивление легко рассчитать воспользовавшись законом Ома.

I = (Uкроны — Uдиода)/R

А ток через светодиод не должен превышать 20mA, тогда у нас получится следующее

R = (Uкроны — Uдиода)/I

R = (9 –2)/0.02 = 350 ом

Сопротивление можно взять большего номинала, например 470 ом, при этом диод будет не так ярко светиться.

Подтягивающий резистор.
На картинке ниже изображены 4 микросхемы, к двум верхним кнопка подключена без подтягивающего резистора, а к двум нижним с подтягивающим резистором.

Давайте рассмотрим две верхние микросхемы, когда кнопка нажата, на первом выводе левой микросхемы будет 0V или логический ноль, а на первом выводе правой микросхемы будет напряжение питания или логическая единица. Определить в каком состоянии находится вывод микросхемы когда кнопка не нажата нельзя, вывод просто болтается в воздухе и ловит наводки, которые являются источником ложных срабатываний. Состояние первого вывода нижних микросхем всегда определено, у левой микросхемы, на первом выводе когда кнопка не нажата — логическая единица, когда кнопка нажата — логический ноль, у правой наоборот. Если заменить подтягивающий резистор куском провода, то при нажатии кнопки плюс подключался бы к минусу и ток стремился бы к бесконечности.
Подведём итоги, подтягивающий резистор позволяет избежать состояния неопределённости и ограничивает ток.

Делитель напряжения.
С помощью двух последовательно соединённых резисторов можно разделить напряжение кроны на несколько частей, причём чем больше сопротивление резистора, тем больше на нём падение напряжения.

Рассчитать падение напряжения на каждом из резисторов очень просто, для этого надо по закону Ома вычислить ток, протекающий через них и умножить его на сопротивление каждого из резисторов.

Задание коэффициента усиления операционного усилителя(ОУ)
В данной схеме с помощью резисторов задаётся коэффициент усиления ОУ, но если присмотреться становится понятно, что резисторы на схеме образуют обычный делитель.

Времязадающие цепи.
Резистор совместно с конденсатором образует RC цепочку, с помощью которой можно измерять временный промежутки. Подробнее об этом можно прочитать тут.

Фильтры.
Та же RC цепочка может быть использована как фильтр, высоких или низких частот.

Такие фильтры называют пассивными, в зависимости от номинала резистора и конденсатора они могут без изменения пропускать одни частоты и ослаблять другие.

Кроме обычного резистора о котором писалось выше, существуют резисторы способные изменять своё сопротивление в зависимости от внешних условий. Например, термистор, который изменяет своё сопротивление в зависимости от температуры, или фоторезистор, сопротивление которого зависит от освещения.

Расчет резистора для светодиода, калькулятор расчёта сопротивления

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.

Содержание

• 1. Онлайн калькулятор
• 2. Основные параметры
• 3. Особенности дешёвых ЛЕД

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.

токоограничивающий резистор – это… Что такое токоограничивающий резистор?

• токоограничивающий реактор
• токоограничительный

Смотреть что такое “токоограничивающий резистор” в других словарях:

• токоограничивающий резистор — [Интент] Тематики резисторы EN current limiting resistordamping resistorlimiting resistortransition resistor …   Справочник технического переводчика

• токоограничивающий резистор устройства регулирования напряжения под нагрузкой

  — Резистор устройства регулирования напряжения под нагрузкой, предназначенный для включения между работающим и вводимым в работу ответвлением с целью ограничения переходного тока в переключаемой части обмотки и перевода нагрузки с одного… …   Справочник технического переводчика

• Токоограничивающий резистор устройства регулирования напряжения под нагрузкой — 6. 22. Токоограничивающий резистор устройства регулирования напряжения под нагрузкой Резистор устройства регулирования напряжения под нагрузкой, предназначенный для включения между работающим и вводимым в работу ответвлением с целью ограничения… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ГОСТ 16110-82: Трансформаторы силовые. Термины и определения — Терминология ГОСТ 16110 82: Трансформаторы силовые. Термины и определения оригинал документа: 8.2. Аварийный режим трансформатора Режим работы, при котором напряжение или ток обмотки, или части обмотки таковы, что при достаточной… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

• ПУСКОВОЙ ТОК — ток, потребляемый электродвигателем из сети в момент его пуска. Сила П. т. может во много раз превосходить силу номин. тока двигателя. Для ограничения силы П. т. при пуске асинхр. двигателей с фазным ротором в цепь ротора последовательно включают …   Большой энциклопедический политехнический словарь

• Covox — Схема Covox Covox Speech Thing (также известное, как Covox plug, обычно называемое просто Covox)  внешнее устройство, подключаемое к компьютеру, позволяющее воспроизводить цифровой звук. Технически оно представляло собо …   Википедия

• Регулирование напряжения трансформатора — Силовой трансформатор Регулирование напряжения трансформатора  изменение числа витков обмотки трансформатора. Применяется для поддержания нормального уровня напряже …   Википедия

• ПБВ — Силовой трансформатор Регулирование напряжения трансформатора  изменение числа обмоток трансформатора. Применяется для поддержания нормального уровня напряжения у потребителей электроэнергии. Большинство трансформаторов оборудовано некоторыми… …   Википедия

• РПН — Силовой трансформатор Регулирование напряжения трансформатора  изменение числа обмоток трансформатора. Применяется для поддержания нормального уровня напряжения у потребителей электроэнергии. Большинство трансформаторов оборудовано некоторыми… …   Википедия

• циркулирующий ток в устройстве регулирования напряжения под нагрузкой — Ток, протекающий в контуре, содержащем часть обмотки между двумя ответвлениями и токоограничивающий резистор или обмотку реактора, под воздействием напряжения между двумя ответвлениями в процессе переключения [ГОСТ 16110 82] Тематики… …   Справочник технического переводчика

• Циркулирующий ток в устройстве регулирования напряжения под нагрузкой — 9. 1.18. Циркулирующий ток в устройстве регулирования напряжения под нагрузкой Ток, протекающий в контуре, содержащем часть обмотки между двумя ответвлениями и токоограничивающий резистор или обмотку реактора, под воздействием напряжения между… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Расчет резистора (сопротивления) для светодиода

Светодиод – это полупроводниковый элемент электрической схемы. Его особенностью является нелинейная вольт-амперная характеристика. Стабильность и срок службы прибора во многом обусловлены силой тока. Малейшие перегрузки приведут к ухудшению качества светодиода (деградации)  или его поломке.

Зачем резистор перед светодиодом.

В идеале для работы диоды следует подключать к источнику постоянного тока. В этом случае элемент будет работать стабильно. Но на практике для подключения чаще всего используют более распространенные блоки питания с постоянным напряжением. При этом для ограничения силы тока, которая протекает через LED элемент, нужно включать в электрическую цепь дополнительное сопротивление − резистор. В статье рассмотрены методы расчета резистора для светодиода.

Когда следует подключать светодиод через резистор

Существует несколько случаев, когда такая электрическая схема уместна. Во-первых, токоограничивающий резистор стоит использовать, если эффективность схемы не первоочередная задача. В качестве примера можно привести применение светодиода в качестве индикатора в приборах. В таком случае важно самом свечение, а не его яркость.

Во-вторых, применение резистора оправдано в случаях, когда необходимо выяснить полярность и работоспособность LED элемента. Одним из методов является подключение прибора к блоку питания. В этом качестве часто используют аккумуляторы от мобильных телефонов или батарейки. Напряжение на них может достигать 12 В. Это очень высокая величина, и прямое подключение светодиода приведет к поломке. Для ограничения напряжения в цепь вставляют резистор.

В-третьих, резистор используют в исследовательских целях для изучения работы новых образцов светодиодов.

В других случаях можно воспользоваться драйвером – прибором, стабилизирующим ток.

Математический расчет.

Для подбора сопротивления придется вспомнить школьный курс физики.

На рисунке представлена простая последовательная электрическая схема соединения резистора и диода. На схеме применены следующие обозначения:

• U – входное напряжение блока питания;
• R – резистор с падением напряжения U_R;
• LED – светодиод с падением напряжения U_LED (паспортное значение) и дифференциальным сопротивлением R_LED;

Поскольку элементы соединены последовательно, то сила тока I в них одинакова.

По второму закону Кирхгофа: 

U =  U_R + U_LED.   (1)

 Одновременно используем закон Ома:

U=I*R.   (2)

Подставим формулу (2) в формулу (1) и получим:

U = I*R + I*R_LED.   (3)

Путем простых математических преобразований из формул (1) и (3) найдем искомое сопротивление резистора R:

R = (U — U_LED) / I.    (4)

Для более точного подбора можно рассчитать мощность рассеивания резистора Р.

Р = U*I.   (5)

Примем напряжение блока питания U = 10 В.

Характеристики диода: U_LED  = 2В, I = 40 мА = 0,04A.

Подставим нужные цифры в формулу (4), получим: R = (10 — 2) / 0,04 = 200 (Ом).

Стоит учесть, что если полученной величины нет в стандартном ряду сопротивлений, то следует выбирать более высокоомный элемент.

Мощность рассеивания (5): составит Р = (10 – 2) * 0,04 = 0,32 (Вт).

Графический расчет.

При наличии вольт-амперной характеристики несложно определить сопротивление резистора графическим способом. Метод применяется редко, но полезно про него знать.

Для определения искомого сопротивления нужно знать ток нагрузки I_LED и напряжение блока питания U. Далее следует перпендикуляр, соответствующий значению тока, до пересечения с вольт-амперной кривой. Затем через точку на графике и значению U провести прямую, которая покажет на оси тока максимальное его значение I_MAX.

Эти цифры подставляем в закон Ома (2) и вычисляем сопротивление резистора.

Например, I_LED = 10 мА, а U = 5 В. По графику I_MAX  примерно равна 25 мА.

По закону Ома (2) R = U / I_MAX = 5 / 0,025 = 200 (Ом).

Примеры вычислений сопротивления для светодиода.

Разберем некоторые наглядные случаи вычисления сопротивления элемента в конкретных схемах.

Вычисление токоограничивающего сопротивления при последовательном соединении нескольких светодиодов.

Из курса физики известно, что в такой схеме значение тока постоянное, а напряжение на LED элементах суммируется.

Возьмем напряжение источника питания U = 12 В.

Характеристики диодов одинаковы: U_LED  = 2В, I_LED = 10 мА.

Преобразуем формулу (4), учитывая три LED элемента.

R = (U – 3*U_LED) / I.

R = (12 – 3* 2) / 0,01 = 600 (Ом).

Мощность рассеивания (5) составит: Р = (12 – 2 * 3) * 0,01 = 0,6 (Вт).

Вычисление сопротивления при параллельном соединении светодиодов.

В этом случае постоянным сохраняется напряжение, а силы тока складываются. Поэтому при тех же входных данных (напряжение источника питания U = 12 В, напряжение и ток на диодах  U_LED  = 2В, I_LED = 10 мА), расчет будет несколько другим.

Используем формулу (4), учитывая три LED элемента.

R = (U – U_LED) /3* I.

R = (12 – 2) / 3*0,01 = 333,3 (Ом).

Мощность рассеивания (5) составит: Р = (12 – 2) * 3*0,01 = 0,3 (Вт).

Однако данное подключение не стоит применять на практике. Даже светодиоды из одной партии не гарантируют одинакового падения напряжений. Из-за этого ток на отдельном LED элементе может превысить допустимый, что может спровоцировать выход элементов из строя.

Для параллельного соединения светодиодов необходимо к каждому из них подключать свой резистор.

Вычисление сопротивления при параллельно-последовательном соединении LED элементов.

Для подключения большого количества светодиодов уместно использовать параллельно-последовательную электрическую схему. Поскольку в параллельных ветках напряжение одинаковое, то достаточно узнать сопротивление резистора в одной цепи. А количество веток не имеет значения.

Напряжение блока питания U = 12 В.

Характеристики диодов одинаковы: U_LED  = 2В, I_LED = 10 мА.

Максимальное количество LED элементов n для одной ветки рассчитывается так:

n = (U — U_LED) / U_LED   (6)

В нашем случае n = (12 — 2) / 2 = 5 (шт).

Сопротивление резистора для одной ветки:

R = (U — n* U_LED) / I_{LED .}   (7)

Для трех светодиодов оно составит: R = (12 – 3*2)/ 0,01 = 600 (Ом).

---

 

Расчет резистора для светодиода. Онлайн калькулятор

Светодиод (светоизлучающий диод) — излучает свет в тот момент, когда через него протекает электрический ток. Простейшая схема для питания светодиодов состоит из источника питания, светодиода и резистора, подключенного последовательно с ним.

Такой резистор часто называют балластным или токоограничивающим резистором. Возникает вопрос: «А зачем светодиоду резистор?». Токоограничивающий резистор необходим для ограничения тока, протекающего через светодиод, с целью защиты его от сгорания. Если напряжение источника питания равно падению напряжения на светодиоде, то в таком резисторе нет необходимости.

Профессиональный цифровой осциллограф

Количество каналов: 1, размер экрана: 2,4 дюйма, разрешен…

Расчет резистора для светодиода

Сопротивление балластного резистора легко рассчитать, используя закон Ома и правила Кирхгофа. Чтобы рассчитать необходимое сопротивление резистора, нам необходимо из напряжения источника питания вычесть номинальное напряжение светодиода, а затем эту разницу разделить на рабочий ток светодиода:

где:

• V — напряжение источника питания
• V_LED — напряжение падения на светодиоде
• I – рабочий ток светодиода

 Ниже представлена таблица зависимости рабочего напряжения светодиода от его цвета:

Хотя эта простая схема широко используется в бытовой электронике, но все же она не очень эффективна, так как избыток энергии источника питания рассеивается на балластном резисторе в виде тепла. Поэтому, зачастую используются более сложные схемы (драйверы для светодиодов) которые обладают большей эффективностью.

Давайте, на примере выполним расчет сопротивления резистора для светодиода.

Мы имеем:

• источник питания: 12 вольт
• напряжение светодиода: 2 вольта
• рабочий ток светодиода: 30 мА

Рассчитаем токоограничивающий резистор, используя формулу:

Получается, что наш резистор должен иметь сопротивление 333 Ом. Если точное значение из номинального ряда резисторов подобрать не получается, то необходимо взять ближайшее большее сопротивление. В нашем случае это будет 360 Ом (ряд E24).

Последовательное соединение светодиодов

Часто несколько светодиодов подключают последовательно к одному источнику напряжения. При последовательном соединении одинаковых светодиодов их общий ток потребления равняется рабочему току одного светодиода, а общее напряжение равно сумме напряжений падения всех светодиодов в цепи.

Поэтому, в данном случае, нам достаточно использовать один резистор для всей последовательной цепочки светодиодов.

Пример расчета сопротивления резистора при последовательном подключении.

В этом примере два светодиода соединены последовательно. Один красный светодиод с напряжением 2В и один ультрафиолетовый светодиод с напряжением 4,5В. Допустим, оба имеют номинальную силу тока 30 мА.

Из правила Кирхгофа следует, что сумма падений напряжения во всей цепи равна напряжению источника питания. Поэтому на резисторе напряжение должно быть равно напряжению источника питания минус сумма падения напряжений на светодиодах.

Используя закон Ома, вычисляем значение сопротивления ограничительного резистора:

Резистор должен иметь значение не менее 183,3 Ом.

Обратите внимание, что после вычитания падения напряжений у нас осталось еще 5,5 вольт. Это дает возможность подключить еще один светодиод (конечно же, предварительно пересчитав сопротивление резистора)

Параллельное соединение светодиодов

Так же можно подключить светодиоды и параллельно, но это создает больше проблем, чем при последовательном соединении.

Ограничивать ток параллельно соединенных светодиодов одним общим резистором не совсем хорошая идея, поскольку в этом случае все светодиоды должны иметь строго одинаковое рабочее напряжение. Если какой-либо светодиод будет иметь меньшее напряжение, то через него потечет больший ток, что в свою очередь может повредить его.

И даже если все светодиоды будут иметь одинаковую спецификацию, они могут иметь разную вольт-амперную характеристику из-за различий в процессе производства. Это так же приведет к тому, что через каждый светодиод будет течь разный ток. Чтобы свести к минимуму разницу в токе, светодиоды, подключенные в параллель, обычно имеют балластный резистор для каждого звена.

Онлайн калькулятор расчета резистора для светодиода

Этот онлайн калькулятор  поможет вам найти нужный номинал резистора  для светодиода, подключенного по следующей схеме:

примечание: разделителем  десятых является точка, а не запятая

Формула расчета сопротивления резистора онлайн калькулятора

Сопротивление резистора  = (U – U_F)/ I_F 

• U – источник питания;
• U_F – прямое напряжение светодиода;
• I_F – ток светодиода (в миллиамперах).

Примечание:   Слишком сложно найти резистор с сопротивлением, которое получилось при расчете. Как правило, резисторы выпускаются  в стандартных значениях (номинальный ряд). Если вы не можете найти необходимый резистор, то  выберите ближайшее  бо́льшее значение сопротивления, которое вы рассчитали.

Например, если у вас получилось сопротивление 313,4 Ом, то   возьмите ближайшее стандартное значение, которое составляет 330 Ом. Если ближайшее значение является недостаточно близким, то вы можете получить необходимое сопротивление путем последовательного или параллельного соединения нескольких резисторов.

Русско-казахский словарь

` 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 - = Backspace Tab q w e r t y u i o p [ ] \ Delete CapsLock a s d f g h j k l ; ‘ Enter Shift z x c v b n m , . /

МФА:

син.

Основная словарная статья:

Нашли ошибку? Выделите ее мышью!

Короткая ссылка:

Слово/словосочетание не найдено.

В словаре имеются схожие по написанию слова:

Вы можете добавить слово/фразу в словарь.

Не нашли перевода? Напишите Ваш вопрос в форму ВКонтакте, Вам, скорее всего, помогут:

Правила:

1. Ваш вопрос пишите в самом верхнем поле Ваш комментарий…, выше синей кнопки Отправить. Не задавайте свой вопрос внутри вопросов, созданных другими.
2. Ваш ответ пишите в поле, кликнув по ссылке Комментировать или в поле Написать комментарий…, ниже вопроса.
3. Размещайте только небольшие тексты (в пределах одного предложения).
4. Не размещайте переводы, выполненные системами машинного перевода (Google-переводчик и др.)
5. Не засоряйте форум такими сообщениями, как “привет”, “что это” и своими мыслями не требующими перевода.
6. Не пишите отзывы о качестве словаря.
7. Рекламные сообщения будут удалены. Авторы получают бан.

Правильный расчет резистора для светодиода (онлайн калькулятор)

Светодиод является полупроводниковым прибором с нелинейной вольт-амперная характеристикой (ВАХ). Его стабильная работа, в первую очередь, зависит от величины, протекающего через него тока. Любая, даже незначительная, перегрузка приводит к деградации светодиодного чипа и снижению его рабочего ресурса.

Чтобы ограничить ток, протекающий через светодиод на нужном уровне, электрическую цепь необходимо дополнить стабилизатором. Простейшим, ограничивающим ток элементом, является резистор.

Важно! Резистор ограничивает, но не стабилизирует ток.

Расчет резистора для светодиода не является сложной задачей и производится по простой школьной формуле. А вот с физическими процессами, протекающими в p-n-переходе светодиода, рекомендуется познакомиться ближе.

Теория

Математический расчет

Ниже представлена принципиальная электрическая схема в самом простом варианте.

В ней светодиод и резистор образуют последовательный контур, по которому протекает одинаковый ток (I). Питается схема от источника ЭДС напряжением (U). В рабочем режиме на элементах цепи происходит падение напряжения: на резисторе (U_R) и на светодиоде (U_LED). Используя второе правило Кирхгофа, получается следующее равенство: или его интерпретация

В приведенных формулах R – это сопротивление рассчитываемого резистора (Ом), R_LED – дифференциальное сопротивление светодиода (Ом), U – напряжения (В).

Значение R_LED меняется при изменении условий работы полупроводникового прибора. В данном случае переменными величинами являются ток и напряжение, от соотношения которых зависит величина сопротивления. Наглядным объяснением сказанного служит ВАХ светодиода.

На начальном участке характеристики (примерно до 2 вольт) происходит плавное нарастание тока, в результате чего R_LED имеет большое значение. Затем p-n-переход открывается, что сопровождается резким увеличением тока при незначительном росте прикладываемого напряжения.

Путём несложного преобразования первых двух формул можно определить сопротивление токоограничивающего резистора:

U_LED является паспортной величиной для каждого отдельного типа светодиодов.

Графический расчет

Имея на руках ВАХ исследуемого светодиода, можно рассчитать резистор графическим способом. Конечно, такой способ не имеет широкого практического применения. Ведь зная ток нагрузки, из графика можно легко вычислить величину прямого напряжения. Для этого достаточно с оси ординат (I) провести прямую линию до пересечения с кривой, а затем опустить линию на ось абсцисс (U_LED). В итоге все данные для расчета сопротивления получены.

Тем не менее, вариант с использованием графика уникален и заслуживает определенного внимания.

Рассчитаем резистор для светодиода АЛ307 с номинальным током 20 мА, который необходимо подключить к источнику питания 5 В. Для этого из точки 20 мА проводим прямую линию до пересечения с кривой LED. Далее через точку 5 В и точку на графике проводим линию до пересечения с осью ординат и получаем максимальное значение тока (I_max), примерно равное 50 мА. Используя закон Ома, рассчитываем сопротивление:

Чтобы схема была безопасной и надёжной нужно исключить перегрев резистора. Для этого следует найти его мощность рассеивания по формуле:

В каких случаях допускается подключение светодиода через резистор?

Подключать светодиод через резистор можно, если вопрос эффективности схемы не является первостепенным. Например, использование светодиода в роли индикатора для подсветки выключателя или указателя сетевого напряжения в электроприборах. В подобных устройствах яркость не важна, а мощность потребления не превышает 0,1 Вт. Подключая светодиод с потреблением более 1 Вт, нужно быть уверенным в том, что блок питания выдаёт стабилизированное напряжение.

Если входное напряжение схемы не стабилизировано, то все помехи и скачки будут передаваться в нагрузку, нарушая работу светодиода. Ярким примером служит автомобильная электрическая сеть, в которой напряжение на аккумуляторе только теоретически составляет 12 В. В самом простом случае делать светодиодную подсветку в машине следует через линейный стабилизатор из серии LM78XX. А чтобы хоть как-то повысить КПД схемы, включать нужно по 3 светодиода последовательно. Также схема питания через резистор востребована в лабораторных целях для тестирования новых моделей светодиодов. В остальных случаях рекомендуется использовать стабилизатор тока (драйвер). Особенно тогда, когда стоимость излучающего диода соизмерима со стоимостью драйвера. Вы получаете готовое устройство с известными параметрами, которое остаётся лишь правильно подключить.

Примеры расчетов сопротивления и мощности резистора

Чтобы помочь новичкам сориентироваться, приведем пару практических примеров расчета сопротивления для светодиодов.

Cree XM–L T6

В первом случае проведем вычисление резистора, необходимого для подключения мощного светодиода Cree XM–L к источнику напряжения 5 В. Cree XM–L с бином T6 имеет такие параметры: типовое U_LED = 2,9 В и максимальное U_LED = 3,5 В при токе I_LED=0,7 А. В расчёты следует подставлять типовое значение U_LED, так как. оно чаще всего соответствует действительности. Рассчитанный номинал резистора присутствует в ряду Е24 и имеет допуск в 5%. Однако на практике часто приходится округлять полученные результаты к ближайшему значению из стандартного ряда. Получается, что с учетом округления и допуска в 5% реальное сопротивление изменяется и вслед за ним обратно пропорционально меняется ток. Поэтому, чтобы не превысить рабочий ток нагрузки, необходимо расчётное сопротивление округлять в сторону увеличения.

Используя наиболее распространённые резисторы из ряда Е24, не всегда удаётся подобрать нужный номинал. Решить эту проблему можно двумя способами. Первый подразумевает последовательное включение добавочного токоограничительного сопротивления, который должен компенсировать недостающие Омы. Его подбор должен сопровождаться контрольными измерениями тока.

Второй способ обеспечивает более высокую точность, так как предполагает установку прецизионного резистора. Это такой элемент, сопротивление которого не зависит от температуры и прочих внешних факторов и имеет отклонение не более 1% (ряд Е96). В любом случае лучше оставить реальный ток немного меньше от номинала. Это не сильно повлияет на яркость, зато обеспечит кристаллу щадящий режим работы.

Мощность, рассеиваемая резистором, составит:

Рассчитанную мощность резистора для светодиода обязательно следует увеличить на 20–30%.

Вычислим КПД собранного светильника:

Пример с LED SMD 5050

По аналогии с первым примером разберемся, какой нужен резистор для SMD светодиода 5050. Здесь нужно учесть конструкционные особенности светодиода, который состоит из трёх независимых кристаллов.

Если LED SMD 5050 одноцветный, то прямое напряжение в открытом состоянии на каждом кристалле будет отличаться не более, чем на 0,1 В. Значит, светодиод можно запитать от одного резистора, объединив 3 анода в одну группу, а три катода – в другую. Подберем резистор для подключения белого SMD 5050 с параметрами: типовое U_LED=3,3 В при токе одного чипа I_LED=0,02 А.

Ближайшее стандартное значение – 30 Ом.

Принимаем к монтажу ограничительный резистор мощностью 0,25 Вт и сопротивлением в 30 Ом ±5%.

У RGB светодиода SMD 5050 различное прямое напряжение каждого кристалла. Поэтому управлять красным, зелёным и синим цветом, придётся тремя резисторами разного номинала.

Онлайн-калькулятор

Представленный ниже онлайн калькулятор для светодиодов – это удобное дополнение, которое произведет все расчеты самостоятельно. С его помощью не придётся ничего рисовать и вычислять вручную. Всё что нужно – это ввести два главных параметра светодиода, указать их количество и напряжение источника питания. Одним кликом мышки программа самостоятельно произведёт расчет сопротивления резистора, подберёт его номинал из стандартного ряда и укажет цветовую маркировку. Кроме этого, программа предложит уже готовую схему включения.

Дополняя вышесказанное стоит отметить, что если прямое напряжение светодиода значительно ниже напряжения питания, то схемы включения через резистор малоэффективны. Вся лишняя энергия впустую рассеивается резистором, существенно занижая КПД устройства.

Токоограничивающий резистор

– Build Electronic Circuits

Токоограничивающий резистор – это резистор, который используется для уменьшения тока в цепи.

Простой пример – резистор, включенный последовательно со светодиодом.

Обычно вам нужно установить токоограничивающий резистор последовательно со светодиодом, чтобы вы могли контролировать количество тока, протекающего через светодиод.

Если через светодиод проходит слишком большой ток, он перегорает слишком быстро. Если через него проходит слишком малый ток, этого может быть недостаточно для включения светодиода.

Расчет необходимого номинала резистора

Проверьте техническое описание вашего компонента, чтобы найти падение напряжения и соответствующий ток для вашего светодиода.

Если вы не можете найти таблицу, попробуйте ее.

Подключите последовательно светодиод и резистор к источнику переменного напряжения. Начните с 0 вольт и постепенно увеличивайте напряжение, пока не загорится светодиод.

Измерьте напряжение на светодиоде и ток, проходящий через него.

Допустим, светодиоду требуется 15 мА, а падение напряжения составляет 2 вольта.У вас есть источник питания 5 В, которым вы хотели бы его запитать. Какой номинал резистора вам нужен?

Чтобы найти номинал резистора, мы начинаем с определения падения напряжения на резисторе. Так как на светодиоде падение напряжения составляет 2 В, на резисторе будет падение напряжения на 3 В.

Хорошо, у нас есть 3 В, и мы хотим, чтобы через резистор и светодиод проходил ток 15 мА.

Чтобы найти необходимое сопротивление резистора, воспользуемся законом Ома.

это дает нам

Итак, необходимое значение резистора ограничения тока составляет 200 Ом.

Выбор подходящего резистора

Итак, вы знаете, что вам нужен резистор на 200 Ом.

Но если вы посмотрите на компоненты, вы обнаружите, что существует несколько различных типов резисторов.

Что ж, единственное, о чем вам нужно знать, – это номинальная мощность компонента. Какой эффект может выдержать резистор?

Итак, вам нужно выяснить, какой эффект будет рассеиваться на вашем резисторе.

Чтобы найти это, воспользуйтесь следующей формулой для расчета мощности

В нем указано, что мощность равна току, умноженному на напряжение.Получаем

Это означает, что ваш резистор должен выдерживать не менее 45 мВт.

Обычно большинство резисторов рассчитаны на мощность от 250 мВт и выше, поэтому найти подходящий резистор будет несложно.

Возврат от токоограничивающего резистора к электронной схеме

Расчет значений резисторов, ограничивающих ток для светодиодных цепей

---

Светодиод – это один из тех компонентов продукта, который просто обязан работать. Если я смотрю на свой компьютер через комнату и не вижу, как его светодиодный индикатор мигает мне в ответ, я предполагаю, что он выключен; Никогда не ожидал, что светодиод мог перегореть.Для этого есть веская причина: при работе в соответствии со спецификациями срок службы светодиода составляет 100000 часов или более.

Ключом к увеличению срока службы светодиода является ограничение протекающего через него тока. Часто это делается с помощью простого резистора, значение которого рассчитывается по закону Ома. В этой статье рассматривается, как применить закон Ома к одиночным и кластерным схемам светодиодов. Я также предоставил электронную таблицу Excel, чтобы упростить и ускорить процесс.

Одиночные светодиоды

При вычислении значения резистора, ограничивающего ток для одного светодиода, основная форма закона Ома – V = IR – становится:

где:

• V _batt – напряжение на резисторе и светодиодах.
• V _led – прямое напряжение светодиода.
• I _led – прямой ток светодиода.

На рисунке 1 (а) показан пример схемы с одним светодиодом. Между прочим, V _batt – V _led – это падение напряжения на резисторе, а (I _led ) ² R – мощность, рассеиваемая резистором. Расчет рассеиваемой мощности – это шаг, который многие люди – как любители, так и профессионалы – склонны пропускать.Итак, что вы называете резистором на 1/8 Вт, который должен рассеивать 1/2 Вт? Уголь.

Светодиоды серии

Приведенное выше уравнение становится лишь немного сложнее, если вы соедините несколько светодиодов последовательно. Падение напряжения на светодиодах увеличивается, уменьшая падение напряжения на резисторе. Ток через резистор (и светодиоды) остается прежним:

, где n – количество последовательно включенных светодиодов. На рис. 1 (b) показан пример с тремя последовательно включенными светодиодами.Падение напряжения на светодиодах в три раза больше, чем у одного светодиода.

Светодиодов параллельно

Если вы подключите несколько светодиодов параллельно, ток через резистор возрастет (хотя ток через каждый светодиод останется прежним). Падение напряжения на светодиодах не изменяется, как и падение напряжения на резисторе:

, где m – количество параллельно включенных светодиодов. На рис. 1 (c) показан пример с тремя параллельно включенными светодиодами.Ток в цепи в три раза превышает ток одного светодиода.

РИСУНОК 1. Простые светодиодные схемы. (а) Схема с одним светодиодом. (б) светодиоды последовательно. (c) светодиоды параллельно.

---

Светодиодные массивы

Если вы соединяете несколько светодиодов в массив, вам просто нужно объединить последовательную и параллельную формы уравнений:

Важно, чтобы в каждой из m параллельных ветвей цепи было n светодиодов (подключенных последовательно) и чтобы все светодиоды имели одинаковый светодиод V и светодиод .В противном случае все ставки отменены. На рис. 2 (а) показаны четыре светодиода, подключенные таким образом, что предыдущее уравнение не применяется. На рис. 2 (b) показан один из нескольких «правильных» способов подключения четырех светодиодов.

РИСУНОК 2. Светодиодные матрицы .

---

Регулировка яркости

Контроль яркости полезен для гаджетов, которые могут использоваться в различных условиях окружающего освещения (снаружи / внутри, ночью / днем ​​и т. Д.). Для этой функции требуется два резистора – один фиксированный (R _f ) и один переменный (R _v ).R _f ограничивает ток, когда R _v находится на минимальном значении – обычно 0 Ом – что позволяет максимальному току протекать через светодиод. Значение _{рэндов f} рассчитывается, когда _{рэндов против} = 0:

.

, где Iled (max) – это максимальный ток, который вы хотите через светодиод.

Увеличение значения R _v добавляет сопротивление цепи, уменьшая ток через светодиод. Когда R _v установлен на максимальное значение, через светодиод проходит минимальный ток.Значение _против определяется по формуле:

, где I _{led (мин.)} – это минимальный ток, который вы хотите через светодиод.

РИСУНОК 3. Регулировка яркости.

---

Этапы проектирования

Существует четыре шага для выбора подходящего номинала (значений) токоограничивающего резистора:

• Используя желаемые рабочие характеристики и спецификации светодиода, решите соответствующие уравнения для “идеальных” номиналов резистора.
• Выберите подходящие «реальные» значения резистора.Если в расчетах указан резистор 132,27 Ом, ближайшие «реальные» значения резистора составляют 130 Ом и 150 Ом (допуск 5%). Конечно, вы можете выбрать другие значения в зависимости от того, что у вас есть под рукой.
• Вставьте значения резисторов, которые вы выбрали, снова в вычисления, чтобы увидеть, будут ли они удовлетворять желаемым рабочим характеристикам.
• Выполните вычисления, используя выбранные значения резисторов с крайними допусками. Резистор 150 Ом с допуском 5% может иметь диапазон от 142 Ом.От 5 Ом до 157,5 Ом и редко бывает точно 150 Ом. Также рассчитайте ток, потребляемый схемой, и необходимую мощность, рассеиваемую резисторами.

Некоторые люди не выполняют ни одного из этих шагов и просто угадывают значение. Большинство из них проходят первые два шага, что обычно нормально, если вы не работаете слишком близко к пределам светодиода, где допуски могут подтолкнуть вас к краю. Выполнив все четыре шага, вы можете гарантировать, что ваши светодиоды, по крайней мере, работают безопасно и прослужат долгое время.

Множественные итерации – это перетаскивание

Подсчитать резисторы для цепей светодиодов довольно просто. Это займет всего несколько минут, даже если вы пройдете все четыре этапа проектирования. В этом нет ничего страшного, если вам нужно сделать это только один раз, но что, если вы хотите увидеть влияние различных резисторов в цепи? Что делать, если у вас есть набор светодиодов, и вы хотите определить, как лучше всего их подключить? ( На рисунке 4 показаны четыре способа подключения шести светодиодов.) Расчеты по-прежнему просты; вам просто нужно повторить их еще несколько раз.Это утомительно, и именно тогда люди склонны совершать ошибки.

Чтобы избавиться от скуки и связанных с ней ошибок, я составил электронную таблицу Excel, в которой выполняются все необходимые вычисления, включая поиск «реальных» значений резисторов. Это реальная экономия времени!

РИСУНОК 4. Способы подключения шести светодиодов.

---

Использование электронной таблицы

Электронная таблица (доступна на веб-сайте Nuts & Volts по адресу www.nutvolts.com ) разбит на три раздела. В первом разделе «Характеристики цепи» вы вводите параметры цепи. Во втором разделе, «Расчетные значения I & R и предлагаемые резисторы», вычисляются необходимые номиналы резисторов и предлагаются «настоящие» резисторы для использования в схеме. Последний раздел, «Расчетная производительность с использованием выбранных резисторов», позволяет вам подключать значения резисторов (предлагаемые значения или значения по вашему выбору) и рассчитывать токи светодиодов, токи источника питания и рассеиваемую мощность резистора.Также учитывается допуск резистора. Примечание. Вам следует изменить только значения, выделенные синим полужирным шрифтом. Обычный черный текст изменять нельзя. NV

РИСУНОК 5. Вид электронной таблицы.

---

Загрузки

Что в почтовом индексе? Таблица для расчета резисторов

Что такое токоограничивающий резистор и его функция？

Введение

В схеме резистор включен последовательно с другими компонентами, и выходной сигнал в серии отсутствует.Следовательно, при коротком замыкании последовательных компонентов напряжение, приложенное к резистору, не сожжет резистор. Такой резистор является резистором-ограничителем тока. В противном случае он называется не токоограничивающим резистором, а защитным резистором или нагрузочным резистором.

Каталог

I Что такое токоограничивающий резистор?

Токоограничивающий резистор – это защитный резистор, подключенный последовательно, чтобы избежать перегорания прибора из-за чрезмерного тока.Принцип заключается в уменьшении тока за счет увеличения общего сопротивления нагрузки. Как правило, он также может играть роль парциального давления. Обычно в локальной цепи резистор, который не выполняет никаких других функций последовательно с потребителем, может рассматриваться как ограничивающий ток резистор для ограничения величины тока.

Многие компоненты имеют ограничение на максимальный входной ток. Если входной ток слишком велик, компоненты не будут работать должным образом или даже перегорят.Чтобы контролировать ток, добавьте резистор на входе, чтобы уменьшить силу тока и избежать ненужных рисков.

Светодиоды и резисторы ограничения тока Простое объяснение

II Как работает резистор ограничения тока?

Резистор RL – это нагрузочный резистор, R – резистор регулятора напряжения (также называемый токоограничивающим резистором), а D – стабилитрон. Согласно принципу конструкции схемы регулятора напряжения, когда входное напряжение практически постоянно, RL становится меньше, ток, протекающий через RL, увеличивается, но ток, протекающий через D, уменьшается.

Токоограничивающий резистор используется для уменьшения тока на стороне нагрузки. Например, добавление токоограничивающего резистора на одном конце светодиода может уменьшить ток, протекающий через светодиод, и предотвратить повреждение светодиодной лампы.

III Роль токоограничивающего резистора

С точки зрения основного процесса выпрямления и фильтрации, низкое и высокое напряжение одинаковы. Нарисуйте схему выпрямления и фильтрации, как показано на рисунке 1, а затем скажите: «Ключ к проблеме в том, что на конденсаторе нет заряда до включения питания.Напряжение равно 0 В, и напряжение на конденсаторе не может быть изменено. То есть в момент замыкания концы выпрямительного моста (между P и N) соответствуют короткому замыканию. Поэтому при включении питания возникают две проблемы:

Первая проблема заключается в большом пусковом токе, как показано кривой 1 на рисунке, что может привести к повреждению выпрямителя. Вторая проблема заключается в том, что напряжение на входящей линии мгновенно упадет до 0 В, как показано кривой 2 на рисунке.Эти две функции, схемы выпрямителя высокого и низкого напряжения абсолютно одинаковы. «

Рис. 2. Далее: «Схема низковольтного выпрямителя должна быть понижена с помощью трансформатора. Обмотка трансформатора представляет собой большую катушку индуктивности. Она действует как барьер и может ограничивать пусковой ток во время включения, как показано на кривая 1 на рисунке (a). В выпрямительной цепи инвертора такого барьера нет, и пусковой ток намного более серьезен, как показано кривой 1 на рисунке (b).

Что касается формы волны напряжения на входной стороне, фактически в схеме низковольтного выпрямителя вторичное напряжение трансформатора также мгновенно падает до 0 В, как показано на кривой 2 на рисунке (a). Но отражение от исходной стороны трансформатора, такое мгновенное понижение, буферизуется, как показано на кривой 3 в (a), не создает помех другим устройствам в той же сети.

В схеме выпрямителя инвертора такого буфера нет, и его входящее напряжение является напряжением сети.Поэтому в момент закрытия напряжение сети должно упасть до 0 В, что повлияет на нормальную работу другого оборудования в той же сети, что обычно называется помехой. Следовательно, между выпрямительным мостом и конденсатором фильтра необходимо подключить токоограничивающий резистор RL.

Когда подключен токоограничивающий резистор, пусковой ток во время включения будет уменьшен. В то же время мгновенное падение напряжения снижается на токоограничивающем резисторе, который решает форму волны напряжения на стороне источника питания.Подождите, пока напряжение на конденсаторе не поднимется до определенного уровня, а затем замкните накоротко токоограничивающий резистор.

Размер закорачивающего устройства (тиристора или контактора) зависит от мощности инвертора, но сопротивление и емкость токоограничивающего резистора не сильно отличаются. Что происходит?

IV Конкретные примеры работы токоограничивающего резистора

Поговорим об этом отдельно.Сначала посмотрите на токоограничивающий резистор RL. Собственно говоря, в инверторе большой емкости допустимый ток выпрямителя тоже очень велик. Емкость конденсатора фильтра также должна быть большой, сопротивление токоограничивающего резистора должно быть небольшим, а емкость (мощность) – большой. Но давайте посмотрим на пример. Предполагая, что значение сопротивления выбранного токоограничивающего резистора составляет RL = 50 Ом, каков максимальный пусковой ток, даже если напряжение источника питания равно значению амплитуды ULM = 1.41 & ВРЕМЯ; 380 = 537В? ”

Только чуть больше 10А.

И, если предположить, что емкость конденсатора фильтра составляет 5000 мкФ, сколько времени занимает зарядка?

T = RLC = 50 & TImes; 5000 = 250000 мкс = 250 мс = 0,25 с

Это постоянная времени зарядки, и время зарядки должно быть от 3 до 5 раз. То есть время зарядки составляет от 0,75 до 1,25 с. Единая точка клетки составляет около 1 с.

Такой зарядный ток и такое время зарядки приемлемы для инверторов большинства размеров? Поэтому, чтобы уменьшить количество типов других компонентов, производитель принял практику выбора токоограничивающих резисторов одной и той же спецификации для инверторов с различными характеристиками.

Что касается мощности (мощности) резистора, поскольку время прохождения тока в RL очень короткое, всего 1 с, время, чтобы фактически достичь 10A, короче. Поэтому в целом мощность не менее 20Вт. Посмотрите на байпасный контактор КМ. Тем не менее используйте конкретные примеры, чтобы проиллюстрировать это.

Предположим, что мощность двигателя составляет 7,5 кВт, 15,4 А. Мощность инвертора 13кВА, 18А.

Вообще говоря, емкость промежуточного контура и входная мощность инвертора должны быть равны.Когда напряжение источника питания составляет 380 В, среднее значение постоянного напряжения составляет 513 В. Итак, насколько большим должен быть постоянный ток? ”

Три контакта контактора могут использоваться параллельно, если контактора на 10 А достаточно.

Однако, если вы используете тиристор, вам все равно нужно использовать 30А.

Тогда, если мощность двигателя 75кВт, 139,7А. Мощность инвертора 114кВА, 150А. Каков размер подрядчика?

Следует выбирать контакторы с номинальным током 80 А.

В Причина возгорания токоограничивающего резистора

Почему токоограничивающий резистор дымит и дует? Возможны три причины перегорания токоограничивающего резистора.

Первая возможность состоит в том, что емкость токоограничивающего резистора выбрана небольшой. Поскольку ток, протекающий в токоограничивающем резисторе, экспоненциально затухает, а продолжительность очень мала, как показано на рисунке 4.Поэтому его емкость можно выбрать меньшей. Чтобы снизить стоимость компонентов, некоторые производители инверторов часто принимают меньшие значения при определении емкости токоограничивающего резистора. Однако на практике ток IR, протекающий через токоограничивающий резистор, связан с сопротивлением RL токоограничивающего резистора и емкостью CF сглаживающего конденсатора. Сравнивая графики (а) и (б), RL большой: начальное значение тока небольшое, но длительность тока большая.

Сравнивая рисунок (b) с рисунком (c), известно, что CF велик и продолжительность тока будет увеличиваться. Поэтому, строго говоря, емкость RL также должна быть отрегулирована соответствующим образом. Однако, как упоминалось ранее, нет строгих требований к процессу зарядки конденсатора фильтра. Следовательно, нет четкого регулирования сопротивления и емкости RL. В общем, если RL ≥ 50 Ом, PR ≥ 50 Вт не проблема.

(а) RL = 80 Ом, CF = 1000 мкФ (б) RL = 40 Ом, CF = 1000 мкФ (в) RL = 40 Ом, CF = 2000 мкФ

Вторая возможность состоит в том, что конденсатор фильтра вышел из строя.У каждого прибора с электролитами есть особенность: им всегда пользуешься, его непросто сломать. Если вы не используете его часто, он сломается. Если инвертор хранится на складе более года, вы должны сначала открыть крышку и осмотреть конденсатор фильтра, чтобы убедиться, что это «барабан»? Есть ли утечка электролита? Характерным признаком износа электролитических конденсаторов является, во-первых, увеличение тока утечки.

Инвертор, который долгое время не использовался, внезапно добавляет высокое напряжение, и ток утечки электролитического конденсатора может быть довольно большим.При первом включении питания изнутри инвертора идет дым. Вполне вероятно, что электролитический конденсатор серьезно протекает или даже закорочен. Напряжение постоянного тока выше 450В сложно зарядить, закорачивающее устройство не работает, а токоограничивающий резистор включен в цепь на длительное время. Конечно, он должен дымить и дуть.

Когда электролитический конденсатор в это время не используется, сначала необходимо добавить около 50% номинального напряжения, а время прессования должно составлять более получаса, как показано на рисунке 5.Его ток утечки упадет, и он будет использоваться в обычном режиме.

Сначала используйте мультиметр, чтобы измерить, не закорочен ли конденсатор. Если короткого замыкания нет, то внешне нет ничего необычного. Как показано на рисунке, через полчаса включения конденсатор можно восстановить.

Третья возможность состоит в том, что байпасный контактор KM или тиристор не работают. В результате токоограничивающий резистор подключается к цепи на длительное время.

Устройство байпаса должно срабатывать, когда конденсатор фильтра заряжен до определенной степени (например, напряжение превышает 450 В). Следовательно, при подтверждении того, что конденсатор фильтра не поврежден при включении питания, наблюдайте, работает ли байпасное устройство, когда напряжение постоянного тока UD достаточно увеличивается.

Одним из специальных методов является подключение вольтметра PV1 параллельно токоограничивающему резистору, а также подключение вольтметра PV2 к обоим концам конденсатора фильтра, а затем подключение двух последовательно соединенных лампочек к обоим концам конденсатора фильтра. как груз.Как показано на рисунке 6. После включения, если PV2 показывает, что UD достаточно велик, но показание PV1 не равно 0 В, байпасное устройство не работает.

Подключите нагрузку к цепи постоянного тока. Если нет нагрузки, в токоограничивающем резисторе не будет тока, даже если закорачивающее устройство не сработает, токоограничивающий резистор не сможет измерить напряжение.

Поскольку электролитический конденсатор обладает определенными индуктивными свойствами, он не может поглотить напряжение помех за короткое время, что легко приводит к неисправности «срабатывания защиты от перенапряжения».Конденсатор C0 используется для поглощения напряжения помех.

VI Расчет токоограничивающего резистора

Токоограничивающий резистор (RS):

(1) Обеспечьте рабочий ток ВЗ.

(2) Защитите VZ от повреждений при перегрузке по току.

Два крайних случая:

1. (Входное напряжение VS)

VS = VS (мин.), IL = IL (макс.) (IL – рабочий ток нагрузки) Когда VS = VS (макс.), IL = IL (мин.)

VII Как выбрать резистор ограничения тока

Как выбрать резистор ограничения тока?

Во-первых, вы должны знать рабочий ток и рабочее напряжение выбранного вами светодиода.Обычно рабочий ток светодиода 0805 составляет около 5 мА, а напряжение зависит от цвета светодиода; рабочие напряжения красного, зеленого, синего и белого светодиодов не соответствуют друг другу. Для получения подробной информации, пожалуйста, перейдите по этой ссылке: SMD 0805 Ток питания светодиода, токоограничивающий резистор и яркость

На примере красного светодиода рабочее напряжение составляет 2 В, а рабочий ток установлен на 5 мА.

R = U / I = (4,2-2) / 5 = 440 Ом. Учтите, что у вас двигатель 4.Батарея 2 В, токоограничивающий резистор может быть немного меньше, и вы можете выбрать 330 Ом.

Обратите внимание, что рабочий ток не должен быть слишком большим, иначе это повлияет на срок службы светодиода.

---

7.1 Как выбрать резистор ограничения тока светодиода?

Расчет относительно прост, но рекомендуется освоить метод расчета: метод следующий:

1, по формуле: U / I = R

2, в соответствии с типичным напряжением в спецификации светодиодного общего белого света, синий свет составляет 3.2 В при 20 мА желтый, красный 2,0 В при 20 мА

3. По электрическому току возбуждения светодиода. Обычная пиранья 20 мАч может достигать 50 мА, высокая мощность может достигать 350 мА или выше

4. Начало расчета. В качестве примера взята обычная белая светоизлучающая трубка: R = U (падение напряжения на резисторе) / I (ток через резистор) устанавливает напряжение возбуждения 12 В; тогда R = (12-3,2 В) / 0,02 А = 8,8 В / 0,02 А = 440

Опыт работы

Ом: Чтобы продлить срок службы продукта, общий ток привода меньше, чем типичное значение тока привода.Такие как обычные диоды около 15мА.

---

7.2 Как выбрать токоограничивающий резистор на стабилитроне?

Стабилитроны могут быть подключены последовательно для использования при более высоких напряжениях, а более стабильные напряжения могут быть получены путем последовательного подключения.

Стабилитрон действует как регулятор напряжения. Когда ток нагрузки уменьшается, падение напряжения на токоограничивающем резисторе уменьшается, а выходное напряжение возрастает, то есть обратное напряжение стабилитрона относительно увеличивается, а ток стабилитрона IZ увеличивается, в результате чего IRS также возрастает, Падение напряжения на трубке токоограничивающего резистора RS возрастает, выходное напряжение падает, а выходное напряжение остается неизменным.Недостатком является невозможность получения большого выходного тока.

Процентное соотношение регулирования напряжения:% V.R

Стабильность напряжения, чем ниже коэффициент, тем лучше. При изменении входного напряжения постоянного тока VS или тока нагрузки IL выходное значение Vo может оставаться в определенном диапазоне.

VNL: Выходное напряжение без нагрузки VFL: Выходное напряжение при полной нагрузке

Пример: Показанный выше регулятор имеет выходное напряжение 7,5 В при отсутствии нагрузки и 7.4 В при номинальном токе на выходе, и достигается стабильность напряжения регулятора.

Ⅷ FAQ

1. Что такое токоограничивающий резистор?

Токоограничивающий резистор регулирует и снижает ток в цепи. Это уравнение и калькулятор помогают определить значение резистора, добавляемого к светоизлучающему диоду (LED) , чтобы он мог ограничивать ток, проходящий через светодиод. Расчет также определяет, сколько энергии потребляет светодиод.

2. Как найти токоограничивающий резистор?

Одиночные светодиоды

При вычислении значения резистора, ограничивающего ток для одного светодиода, основная форма закона Ома – V = IR – принимает следующий вид: где: Vbatt – напряжение между резистором и светодиодом. Vled – прямое напряжение светодиода.

3. Какова формула силы тока резистора?

Ток I резистора в амперах (A) равен напряжению резистора V в вольтах (V), деленному на сопротивление R в омах (Ω): V – падение напряжения на резисторе, измеренное в вольтах (V).

4. Зачем светодиодам нужны токоограничивающие резисторы?

В случае светодиодных лент или коммерческого освещения устанавливаются токоограничивающие резисторы, чтобы минимизировать влияние колебаний источника напряжения. Эти светодиодные фонари часто указывают напряжение, при котором они работают, и что для них требуются драйверы светодиодов постоянного напряжения. Подберите источник питания, подходящий для вашей светодиодной конфигурации.

5. Как найти токоограничивающий резистор для светодиода?

Вы должны быть уверены, что номинальная мощность (мощность) вашего резистора достаточна для используемой мощности.Уравнение мощности: предположим, вы используете приведенный выше светодиод с напряжением питания 12 В, прямым напряжением светодиода 3,9 В и общим прямым током 1400 мА.

6. Уменьшает ли резистор ток или напряжение?

Вкратце: резисторы ограничивают поток электронов, уменьшая ток. Напряжение возникает из-за разницы потенциальной энергии на резисторе.

7. Влияет ли резистор на напряжение?

Чем больше резистор, тем больше энергии используется этим резистором и тем больше падение напряжения на этом резисторе…. Кроме того, законы Кирхгофа для цепей гласят, что в любой цепи постоянного тока сумма падений напряжения на каждом компоненте цепи равна напряжению питания.

8. Какой резистор используется в качестве токоограничивающего устройства?

Токоограничивающий резистор – это резистор, который используется для уменьшения тока в цепи. Простой пример – резистор, включенный последовательно со светодиодом. Обычно вам нужно установить резистор, ограничивающий ток, последовательно со светодиодом, чтобы вы могли контролировать количество тока, протекающего через светодиод.

9. В чем разница между текущим напряжением и сопротивлением?

Напряжение – это разница зарядов между двумя точками. Ток – это скорость, с которой течет заряд. Сопротивление – это способность материала сопротивляться потоку заряда (тока).

10. Какое ограничение по току у источника питания?

Ограничение тока – это защита чувствительных устройств от больших токов, которые могут возникнуть при нормальной работе или из-за неисправностей.Самая простая форма устройства ограничения тока – предохранитель.

---

Вас также могут заинтересовать ：

Классификация сопротивления и ее параметры

Что такое термистор и как он работает？

Что такое измеритель сопротивления изоляции и как его проверить?

Что такое резистор и его функции?

9) Для чего нужен токоограничивающий резистор

Расшифрованный текст изображения: 9) Для чего нужен токоограничивающий резистор в диодной цепи? A) Резистор увеличит номинальное значение PTV диода B) Токоограничивающий резистор необходим только в том случае, если он обратный. Резистор предотвращает обратное смещение диода D) Правильно смещенный диод похож на короткое замыкание, поэтому резистор обеспечивает падение напряжения 10) 10) Используя омметр для проверки диода, что указывает на то, что диод скорее всего исправен? A) Высокое сопротивление, измеренное независимо от того, как подключены провода B) Низкое сопротивление, измеренное только при положительном выводе на катоде и отрицательном выводе на аноде Низкое сопротивление измеряется только при положительном выводе на аноде и отрицательном выводе на катоде D) Низкое сопротивление независимо от того, как провода подключены 11) Что такое выпрямитель? A) Электронное устройство, которое преобразует пульсирующий de в переменный ток B) Электронное устройство, которое преобразует аудиосигналы в радиочастоту C) Электронное устройство, которое преобразует пульсирующий переменный ток в de D) Электронное устройство, которое преобразует переменный ток в пульсирующий постоянный ток 12) – 12) Какой фактор всегда влияет на выходное напряжение выпрямителя? A) Падение напряжения на диоде B) Тип выпрямителя C) Сопротивление нагрузки D) Все вышеперечисленное 13) 13) В чем разница между двухполупериодным выпрямителем, использующим трансформатор с центральным отводом, и мостовым двухполупериодным мостовым выпрямителем, использующим трансформатор с таким же коэффициентом трансформации? A) Никакой разницы, кроме небольшой разницы в конфигурации конструкции B) Выпрямитель с центральным отводом обеспечивает половину напряжения, которое обеспечивает мост C) Выпрямитель с центральным отводом обеспечивает удвоенное выходное напряжение D) Три диода 14) Опишите влияние конденсатора -входной фильтр на выходе выпрямителя.A) Конденсатор, соединенный последовательно с нагрузочным резистором, будет поглощать большие колебания напряжения B) Конденсатор любого размера будет сглаживать колебания напряжения, если он включен последовательно с резистором нагрузки C) Малый конденсатор, подключенный параллельно нагрузочному резистору, будет поглощать колебания тока D) Большой конденсатор параллельно с RL уменьшит большие колебания напряжения 15) Что из следующего является наилучшим расположением для регулятора IC серии 7800? A) Большой конденсатор на входе и малый конденсатор на выходе B) Эквивалентные конденсаторы на входе и выходе C) Малый конденсатор на входе и большой конденсатор на выходе D) Любой из вышеперечисленных будет иметь тот же эффект 16) Предположим входная пульсация регулятора 7812 составляет 80 мВ.Что такое пульсации на выходе, если коэффициент подавления пульсаций равен 72 дБ. A) 2,01 В B) 0,2 мВ C) 20,1 В D) Ничего из вышеперечисленного 17) Предположим, что у регулятора 7805 измеренный выход без нагрузки составляет 5,26 В и выход при полной нагрузке 5,19 В. Какое регулирование нагрузки выражается в процентах? A) 1,28% B) 1,35% C) 1,18% D) 1,19%

Предыдущий вопрос Следующий вопрос

Цепи ограничителя тока источника питания »Примечания к электронике

Методы и схемы ограничителей тока, использующие диоды и транзисторы для обеспечения функции ограничения тока для источников питания и других цепей.

---

Схемы линейного источника питания Праймер и руководство Включает:
Линейный источник питания Шунтирующий регулятор Регулятор серии Ограничитель тока Регуляторы серий 7805, 7812 и 78 **

См. Также: Обзор электроники блока питания Импульсный источник питания Защита от перенапряжения Характеристики блока питания Цифровая мощность Шина управления питанием: PMbus Бесперебойный источник питания

---

Цепи ограничителя тока являются ключевыми для источников питания, защищая их в случае короткого замыкания или других условий перегрузки.

Ввиду возможного повреждения источника питания в случае перегрузки почти всегда устанавливаются ограничители тока, и они являются стандартной функцией, встроенной в ИС регулируемого источника питания.

Как следует из названия, схема ограничения тока ограничивает ток от регулируемого источника питания до максимальной величины, определяемой цепью, и таким образом можно избежать серьезного повреждения цепей, как источника питания, так и цепи, на которую подается питание. .

Эти схемы больше подходят для линейных источников питания, хотя аналогичные методы измерения могут использоваться в импульсных источниках питания.

Виды токоограничения

Как и в случае с любой технологией и типом электронной схемы, есть несколько вариантов, из которых можно выбрать. То же самое и с ограничителями тока, используемыми в регулируемых источниках питания.

Существует два основных типа цепи ограничителя тока:

• Ограничение постоянного тока: При использовании ограничения постоянного тока выходное напряжение поддерживается по мере нарастания тока до тех пор, пока не будет достигнута точка, в которой достигается максимум.В этот момент ток поддерживается на этом уровне, в то время как напряжение падает с увеличением нагрузки.

  Это основная форма ограничения тока, используемая в регулируемых источниках питания. Схема проста и использует всего несколько электронных компонентов, но не снижает ток в случае короткого замыкания – он поддерживается на максимальном уровне, и это может привести к повреждению схемы.

  Один из недостатков заключается в том, что при срабатывании ограничения тока потребляется максимальный ток, но в этот момент выходное напряжение падает, а это означает, что у последовательного транзистора в регулируемом источнике питания повышается напряжение на нем.Это увеличивает рассеиваемую мощность внутри устройства.

  В точке, где выходное напряжение почти равно нулю, протекает максимальный ток, а напряжение на нем – это полное входное напряжение от схем сглаживания и выпрямителя. Это не идеально, потому что на этапе проектирования электронной схемы необходимо сделать поправку на это, что потребует, возможно, большего последовательного транзистора, а также дополнительных возможностей теплоотвода, добавляя дополнительные затраты и размер к регулируемому источнику питания.

• Обратное ограничение тока: В этом типе ограничения тока, используемом в регулируемых источниках питания, выходное напряжение поддерживается до момента, когда ограничение тока начинает действовать. В этот момент, вместо того, чтобы просто ограничивать ток, он фактически начинает уменьшаться. Таким образом, ток уменьшается по мере увеличения перегрузки, и тем самым снижается риск повреждения.

  Ограничение тока обратной связи в регуляторе напряжения снижает потребление энергии, поскольку по мере увеличения перегрузки ток уменьшается и общая потребляемая мощность падает, сохраняя тепловыделение последовательного транзистора в более разумных пределах.

  Ограничение тока обратной связи, хотя и немного более сложное, может быть реализовано с использованием относительно небольшого количества электронных компонентов. Поскольку эта функция обычно встроена в интегральные схемы регулируемого источника питания, дополнительные затраты на использование ограничения обратной связи по сравнению с ограничением постоянного тока не заметны. Соответственно, в этих ИС практически всегда используется ограничение тока обратной связи.

  Ограничитель обратной связи усложняет линейный источник питания, поскольку требует большего количества электронных компонентов, чем простой ограничитель постоянного тока.Также существует вероятность состояния, известного как «блокировка», с неомическими устройствами, потребляющими постоянный ток независимо от напряжения питания. Ограничитель тока с обратной связью может также включать временную задержку, чтобы помочь избежать проблемы с блокировкой.

Две разные формы линейного ограничения тока источника питания, как правило, используются в разных областях, фактический тип, используемый для любого конкретного приложения, выбирается на этапе проектирования электронной схемы проекта.

Основная схема ограничения постоянного тока

Существует ряд схем, которые можно использовать для ограничения постоянного тока для защиты источника питания, но в одной из простейших схем используются всего три электронных компонента: два диода и резистор.

Простой регулируемый источник питания с ограничением тока

В схеме ограничителя тока источника питания используется считывающий резистор, включенный последовательно с эмиттером выходного проходного транзистора. Два диода, помещенные между выходом схемы и базой проходного транзистора, обеспечивают действие по ограничению тока.

Когда схема работает в нормальном рабочем диапазоне, на последовательном резисторе присутствует небольшое напряжение. Это напряжение плюс напряжение база-эмиттер транзистора меньше, чем падение на двух диодных переходах, необходимое для включения двух диодов, чтобы они могли проводить ток.Однако по мере увеличения тока увеличивается и напряжение на резисторе.

Когда оно равно напряжению включения диода, напряжение на резисторе плюс падение на переходе база-эмиттер транзистора равняется двум падениям на диоде, и в результате это напряжение появляется на двух диодах, которые начинают проводить. Это начинает понижать напряжение на базе транзистора, тем самым ограничивая потребляемый ток.

Схема этого диодного ограничителя тока для линейного источника питания особенно проста, и, соответственно, конструкция электронной схемы также очень проста.

Значение последовательного резистора можно рассчитать так, чтобы напряжение на нем возрастало до 0,6 В (напряжение включения кремниевого диода) при достижении максимального тока. Однако всегда лучше убедиться, что есть некоторый запас, ограничивая ток от простого регулятора источника питания до того, как будет достигнут абсолютный максимальный уровень.

Двухтранзисторный линейный стабилизатор питания с ограничением тока

Такая же простая диодная форма ограничения тока может быть включена в схемы линейного источника питания, которые используют обратную связь для определения фактического выходного напряжения и обеспечения более точно регулируемого выходного сигнала.Если точка измерения выходного напряжения берется после резистора измерения последовательного тока, то падение напряжения на нем можно скорректировать на выходе.

Схема линейного источника питания с обратной связью и ограничением тока

Схема ограничения тока обратной связи транзистора

Схема ограничения тока обратной связи дает гораздо лучшие характеристики, чем обычная схема ограничения постоянного тока, используемая в более простых источниках питания.

Транзисторный линейный стабилизатор источника питания с ограничением тока обратной связи

В схеме обратной связи используется еще несколько электронных компонентов, в том числе транзистор и несколько резисторов, но она обеспечивает гораздо лучшую защиту источника питания и схемы, на которую подается питание.

Схема работает, потому что по мере увеличения нагрузки возрастающая пропорция напряжения между эмиттером и землей падает на резисторе R3 – по мере уменьшения нагрузки эффект делителя потенциала означает, что большее напряжение падает на R3.

Достигнута точка, когда транзистор Tr3 начинает включаться. Когда это происходит, он начинает ограничивать ток.

Если сопротивление нагрузки становится меньше, тогда напряжение на R3 увеличивается, включается Tr3 больше, и это дополнительно снижает ток, уменьшая уровень подаваемого тока.

Существует несколько уравнений, которые можно использовать для определения ключевых значений схемы, обеспечивающих требуемый максимальный ток для линейного регулятора напряжения, а также уровень обратного тока при коротком замыкании.

Для максимального тока от линейного регулятора напряжения:

Imax = 1R3 ((1 + R1R2) VBE + R1R2Vreg)

Для тока короткого замыкания линейного регулятора напряжения:

Отношение максимального тока к току короткого замыкания:

ImaxISC = 1 + (R1R1 + R2) VregVBE

Где:
I _max = максимальный ток регулятора напряжения до ограничения тока
В _BE = напряжение, при котором транзистор начинает включаться – обычно 0.6V
V _reg = выходное регулируемое напряжение
I _SC = ток при коротком замыкании.

Ввиду того, что точка считывания регулятора находится после резистора считывания тока, любое падение напряжения на резисторе не повлияет на выходное напряжение схемы, так как оно будет компенсироваться регулятором. (Это предполагает, что на последовательном транзисторе имеется достаточное напряжение для его правильной регулировки.) Таким образом, резистор измерения тока не вызовет никакого снижения выходного напряжения схемы регулятора источника питания.

Схема ограничителя тока источника питания может быть включена в различные схемы с использованием транзисторов и полевых транзисторов в качестве элемента последовательного прохода. Операционные усилители могут использоваться в качестве дифференциальных усилителей для обеспечения требуемого опорного напряжения для выходных устройств.

Основная проблема с обратным ограничением тока заключается в том, что оно не всегда хорошо работает с нелинейными нагрузками. Например, если бы он управлял лампой накаливания, где сопротивление в холодном состоянии намного ниже, чем в горячем, регулятор напряжения с ограничителем тока обнаружит очень низкое сопротивление и войдет в откидную панель, не допуская лампа для нагрева и запуска.Индуктивные нагрузки могут столкнуться с аналогичными проблемами – двигатели и т. Д. Имеют большой пусковой ток. Это означает, что базовое ограничение тока обратной связи в большинстве случаев не подходит для этих типов нагрузки.

Ограничение тока – ключевая особенность всех источников питания. Поскольку электронные устройства остаются включенными почти постоянно и часто остаются без присмотра, функции безопасности, такие как ограничение тока, имеют важное значение в линейных источниках питания, а также в импульсных источниках питания.

К счастью, ограничение тока легко реализовать и не требует включения множества дополнительных электронных компонентов, а если оно содержится в интегральной схеме, дополнительные затраты не заметны.

Другие схемы и схемотехника:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Конструкция транзистора Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы Схемы на полевых транзисторах Условные обозначения схем
Вернуться в меню «Конструкция схемы». . .

Определение номиналов светодиодных резисторов – ProtoSupplies

Определение номиналов светодиодных резисторов

Комбинированный светодиод 5 мм, 20 шт. В упаковке

Светодиоды

работают, пропуская через них ток, который заставляет их излучать свет.Чем больше тока проходит через светодиод, тем ярче он будет. Светодиоды обычно не ограничивают количество тока сами по себе, поэтому, если вы подключите светодиод до 5 В и заземлите, вы обычно получите очень яркий светодиод на секунду или две, прежде чем он выйдет из строя.

Чтобы избежать повреждения светодиода или, возможно, схемы возбуждения, которая управляет светодиодом, для большинства светодиодов потребуется резистор ограничения тока (также иногда называемый резистором падения напряжения), соединенный последовательно с выводом возбуждения светодиода, чтобы ограничить ток до безопасного уровня. уровень.Есть светодиоды со встроенными токоограничивающими резисторами, но они встречаются редко.

Если светодиод состоит из нескольких светодиодов в одном корпусе с несколькими выводами привода, например, с RGB или 7-сегментными светодиодами, для каждого вывода потребуется собственный резистор ограничения тока. Возможно использование одного резистора на общем выводе, который подключается либо к Vcc, либо к земле, но тогда яркость светодиода будет варьироваться в зависимости от того, какие выводы управляются, и эта стратегия обычно дает неудовлетворительные результаты.

Расчет правильного номинала резистора для использования довольно просто по следующей формуле.

R = номинал резистора в омах
Vcc = рабочее напряжение цепи, которое обычно составляет 5 В или 3,3 В
Vled = падение напряжения на светодиоде
Iled = желаемый ток, протекающий через светодиод в амперах

В качестве примера, если цепь работает при 5 В, падение напряжения на светодиодах составляет 2 В и требуется ток возбуждения 20 мА, формула выглядит следующим образом:

В данном случае правильное значение резистора составляет 150 Ом.

Иногда значения могут быть неизвестны, но они могут быть определены или оценены экспериментально достаточно хорошо, чтобы избежать повреждений.

Если максимальный ток для светодиода неизвестен, можно с уверенностью предположить, что большинство светодиодов будут работать с током не менее 20 мА. 20 мА также является максимальным потребляемым током, который можно с уверенностью предположить, что выходные контакты микроконтроллеров могут поддерживать, поэтому, если есть сомнения, снизьте уровень около 20 мА или меньше. Многие светодиоды будут иметь хорошую яркость примерно на 10 мА, а работа при более низком токе снижает нагрузку на все и снижает общее энергопотребление.Это может быть особенно важно для оборудования с батарейным питанием.

Если падение напряжения на светодиодах неизвестно, просто подключите светодиод к напряжению 5 В и заземлите, используя более мощный токоограничивающий резистор, по крайней мере, 330 или 470 Ом, чтобы гарантировать, что токи поддерживаются на безопасном уровне. Затем измерьте падение напряжения на 2 выводах светодиода с помощью вольтметра. Обратите внимание, что точное падение напряжения будет немного отличаться в зависимости от силы тока, протекающего через светодиод.

Есть некоторые светодиоды, для которых может потребоваться более сильный ток, чем 20 мА, например, некоторые ИК-светодиоды или светодиоды высокой мощности, но они, как правило, снабжены необходимой информацией для их правильного управления.Из-за более строгих требований к приводу эти светодиоды обычно управляются специализированными схемами драйверов, а не напрямую от выводов микроконтроллера.

Полезные ссылки:

Калькулятор светодиодных резисторов

Светодиодный калькулятор

. Расчет токоограничивающих резисторов для одиночного светодиода и светодиодной матрицы • Calculadoras de RF e Eletrónicas • Conversores de Unidades Online

Определения и формулы, используемые для расчета

Один светодиод

Светоизлучающий диод (LED) – это полупроводниковый светильник источник с двумя или более отведениями.Монохромные светодиоды обычно имеют два вывода, двухцветные светодиоды могут иметь два или три вывода, а трехцветные светодиоды и RGB-светодиоды обычно имеют четыре вывода. Светодиод излучает свет, когда на его выводы подается подходящее напряжение.

Обычный инфракрасный светодиод и его электронный символ. Квадратный полупроводниковый кристалл устанавливается на отрицательный (катодный) вывод. Тонкий провод соединяет квадратный полупроводниковый кристалл с положительным (анодным) выводом.

Для питания одного светодиода используется простая схема светодиода с последовательным резистором, ограничивающим ток.Резистор необходим, потому что падение напряжения на светодиоде приблизительно постоянно в широком диапазоне рабочих токов.

40 нм арсенид (GaAs) 850 От 2,1 до 2,2 В

Цвета светодиода, материалы, длина волны и падение напряжения
Цвет	Полупроводниковый материал	Длина волны	Падение напряжения
Инфракрасный	Галлий
Красный	Фосфид арсенида галлия (GaAsP)	620–700 нм	1.6–2,0 В
Янтарь	Фосфид арсенида галлия (GaAsP)	590–610 нм	2,0–2,1 В
Желтый	Фосфид арсенида галлия (GaAsP)
Зеленый	Фосфид алюминия-галлия (AlGaP)	500–570 нм	от 1,9 до 3,5 В
Синий	Нитрид индия-галлия (InGaN)	4 .48–3,6 В
Белый	Светодиоды RGB или люминофор	Широкий спектр	2,8–4,0 В

Светодиоды и резисторы в схемах ведут себя по-разному. Поведение резистора линейно, согласно закону Ома

Вольт-амперные характеристики типичного светодиода разных цветов

Если напряжение на резисторе увеличивается, пропорционально увеличивается и ток (мы предполагаем, что номинал резистора остается равным значению. одно и тоже).С другой стороны, светодиоды ведут себя иначе. Они ведут себя как обычные диоды согласно показанной на рисунке кривой вольт-амперной характеристики светодиодов разных цветов. Кривые показывают, что ток через светодиод не прямо пропорционален напряжению на нем. Ток через светодиод экспоненциально зависит от прямого напряжения. Это означает, что только небольшое изменение напряжения вызовет большое изменение тока.

Когда прямое напряжение светодиода небольшое, его сопротивление очень высокое.Если напряжение достигает характерного значения прямого напряжения, указанного в технических характеристиках, светодиод «включается», и его сопротивление быстро падает. Если приложенное напряжение немного больше, чем прямое напряжение светодиода, прямое напряжение превышает рекомендуемое значение, которое может составлять от 1,5 до 4 В для светодиодов разных цветов. В этом случае сила тока быстро возрастает и диод может выйти из строя. Чтобы ограничить этот ток, последовательно со светодиодом подключается резистор, чтобы поддерживать ток на определенном уровне, указанном в технических характеристиках светодиода.

Расчеты

Прямоугольный светодиод с плоской вершиной, используемый в таких приложениях, как гистограмма

Значение резистора ограничения последовательного тока R _s можно рассчитать по формуле закона Ома, в которой напряжение питания V _s компенсируется прямым падением напряжения на диоде V _f :

, где V _s – напряжение источника питания (например, 5 V USB power) в вольтах, V _f – прямое падение напряжения светодиода в вольтах, а I – ток светодиода в амперах.И V _f , и I _f можно найти в спецификациях производителя светодиодов. Типичные значения V _f показаны в таблице выше. Типичный ток светодиодов, используемых для индикации, составляет 20 мА.

После того, как номинал резистора вычислен, из предпочтительных номеров резисторов выбирается ближайшее более высокое стандартное значение. Например, если наш расчет показывает, что нам нужен резистор R _s = 145 Ом, мы возьмем резистор R _sp = 150 Ом.

Токоограничивающий резистор рассеивает некоторую мощность, которая рассчитывается как

Оранжевые светодиоды, обычно используемые в маршрутизаторах для отображения скорости 10/100 Мбит / с; зеленые светодиоды показывают скорость 1000 Мбит / с

Обычно мощность резистора выбирается близкой к удвоенной величине, рассчитанной здесь. Например, если значение мощности составляет 0,06 Вт, мы выберем резистор с номинальной мощностью 0,125 или 1/8 Вт.

Теперь мы рассчитаем КПД, который покажет, какая часть общей мощности потребляется в схеме используется светодиод.Мощность, рассеиваемая светодиодом:

Общая потребляемая мощность

Эффективность цепи светодиода

Для выбора источника питания рассчитаем ток, потребляемый от источника питания:

Светодиодная лента с 5050 диодов; цифры 50 и 50 указывают длину и ширину чипа в миллиметрах; резисторы на 150 Ом предварительно установлены на полосе.

Светодиодные матрицы

Один светодиод можно управлять с помощью токоограничивающего резистора.Светодиодные матрицы, которые все чаще используются для освещения помещений, подсветки компьютерных мониторов и телевизоров, а также для других целей, требуют специализированных источников питания. Все мы привыкли к источникам питания со стабилизацией напряжения. Однако источники питания для управления светодиодами должны стабилизировать свой ток, а не напряжение. В любом случае в светодиодных массивах всегда используются токоограничивающие резисторы.

Если для приложения необходимо более одного светодиода, можно использовать цепочки из нескольких светодиодов, соединенных последовательно. Для цепочки светодиодов, соединенных последовательно, напряжение источника должно быть больше или равно сумме напряжений на отдельных светодиодах.Если он больше, то можно использовать один токоограничивающий резистор на цепочку. Ток через каждый диод идентичен, что обеспечивает равномерную яркость. Как правило, лучше, если все последовательно соединенные светодиоды будут одного типа.

Однако в случае отказа одного светодиода в разомкнутом состоянии, что является наиболее распространенным режимом отказа, вся цепочка светодиодов гаснет. В некоторых конструкциях для предотвращения этого используется специальное устройство защиты от шунта. Для этого можно использовать стабилитроны, включенные параллельно каждому светодиоду.Этот подход хорош для маломощных светодиодов, но для мощных светодиодов, используемых, например, в уличном освещении, этот подход не рентабелен, и необходимо использовать более сложные шунтирующие устройства защиты. Конечно, это увеличивает затраты и требования к пространству. В настоящее время (2018 г.) можно наблюдать, что светодиодные уличные фонари с плановым сроком службы 10 лет служат не более года. То же касается и бытовых светодиодных ламп, в том числе ламп известных производителей.

Эта светодиодная лента используется для подсветки ЖК-панели телевизора; две такие планки устанавливаются с двух сторон от панели экрана.Такая конструкция позволяет использовать самые тонкие дисплеи. Обратите внимание, что телевизоры с ЖК-панелями со светодиодной подсветкой обычно продаются как светодиодные телевизоры. Настоящие светодиодные телевизоры используют OLED-дисплеи.

При расчете необходимого сопротивления токоограничивающего резистора R _с необходимо учитывать все падения напряжения на каждом светодиодах. Например, если падение напряжения на каждом светящемся светодиоде составляет 2 В и мы подключили пять светодиодов последовательно, то общее падение напряжения на всех пяти будет 5 × 2 = 10 В.

Несколько одинаковых светодиодов также могут быть подключены параллельно. Параллельные светодиоды должны иметь согласованное прямое напряжение В, _f , в противном случае через них не будет одинакового тока и, следовательно, их яркость будет разной. Для параллельного подключения светодиодов рекомендуется последовательно с каждым диодом подключить токоограничивающий резистор. При параллельном подключении отказ одного диода из-за обрыва цепи не приведет к потере света всего набора диодов – он будет работать в обычном режиме.Другой проблемой полностью параллельного подключения является выбор эффективного низковольтного и сильноточного источника питания, который при той же номинальной мощности может быть более дорогим, чем обычные источники питания для более высоких напряжений и более низких токов.

В этом обычном светодиодном светильнике для уличного освещения 8 цепочек по 5 мощных светодиодов, всего 40 светодиодов, приводятся в действие эффективным источником постоянного тока; обратите внимание, что две гирлянды (верхняя левая и нижняя правая) темные в этом приспособлении, установленном всего пару месяцев назад, потому что в каждой из них вышел из строя один диод и устройства защиты не используются или не работают

Расчет токоограничивающих резисторов

Если количество светодиодов в последовательной строке N _{светодиодов в строке} (обозначено как N _s в поле ввода) не введено, то оно будет определено здесь.Максимальное количество светодиодов в серии N _{светодиодов в строке max} для данного напряжения источника питания В _с и прямого напряжения светодиода В _f :

Если количество Светодиоды в последовательной цепочке N _{светодиодов в строке} (обозначается как N _s в поле ввода) вводится, затем максимальное количество светодиодов в последовательной строке N _{светодиодов в строке max} определяется как

А 3014 (3.0 × 1,4 мм) Светодиод SMD, используемый в ЖК-телевизорах со светодиодной подсветкой

Количество строк с максимальным количеством светодиодов в строке N _строк :

Количество светодиодов в оставшейся более короткой строке N _{светодиоды остатка} :

Если N _{светодиодов остатка} = 0, то дополнительной строки не будет.

Сопротивление токоограничивающего резистора для цепочек с макс. количество светодиодов:

Сопротивление токоограничивающего резистора для цепочек с меньшим количеством светодиодов, чем макс.количество светодиодов :

Общая мощность P _{Светодиод} , рассеиваемая всеми светодиодами :

Мощность , рассеиваемая резисторами :

Гибкие светодиодные дисплеи общественное место; светодиодный дисплей использует матрицу светодиодов в качестве пикселей; из-за очень высокой яркости светодиодов они обычно используются на открытом воздухе в качестве рекламных щитов или достопримечательностей на шоссе, которые видны при ярком солнечном свете.Светодиодные экраны также могут обеспечивать общее освещение и часто используются в качестве фото- и видеосвета с переменной цветовой температурой

Номинальная мощность определяется с коэффициентом безопасности k = 2, что обеспечивает надежную работу резистора. Выберите номинальную мощность резистора, которая в два раза превышает расчетную мощность из следующих значений: 0,125; 0,25; 0,5; 1, 2, 3, 4, 5, 8, 10, 16, 25, 50 Вт

Расчет общей мощности P _R , рассеиваемой всеми резисторами :

Расчет общей мощности P _всего , рассеиваемое массивом :

Расчет тока , потребляемого массивом от источника питания :

Расчет эффективности массива :

Вас также может заинтересовать преобразователи яркости, силы света и освещенности.