Cara menghitung resistor LED - rumus dengan contoh + kalkulator online

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

Tabel tegangan LED tergantung pada warna

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

Tabel mode nominal berbagai corak warna untuk menghitung resistansi redaman diberikan di bawah ini.

Dapat dilihat dari tabel bahwa 3 volt dapat menyalakan pemancar semua jenis cahaya, kecuali untuk perangkat dengan warna putih, sebagian ungu dan semua ultraviolet. Ini disebabkan oleh fakta bahwa Anda perlu "menghabiskan" sebagian dari tegangan catu daya untuk membatasi arus yang melalui kristal.

Dengan catu daya 5, 9 atau 12 V, Anda dapat memberi daya dioda tunggal atau rantai serinya yang terdiri dari 3 dan 5-6 buah.

Rantai serial mengurangi keandalan perangkat di mana mereka digunakan oleh sekitar faktor yang sesuai dengan jumlah LED. Dan koneksi paralel meningkatkan keandalan dalam proporsi yang sama: 2 rantai - 2 kali, 3 - 3 kali, dll.

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

Kalkulator online untuk menghitung LED

Untuk perhitungan otomatis, Anda memerlukan data berikut:

• tegangan sumber atau catu daya, V;
• tegangan maju pengenal perangkat, V;
• arus operasi pengenal langsung, mA;
• jumlah LED dalam rantai atau terhubung secara paralel;
• diagram pengkabelan LED(s).

Data awal dapat diambil dari paspor dioda.

Setelah memasukkannya ke jendela kalkulator yang sesuai, klik tombol "Hitung" dan dapatkan nilai nominal resistor dan kekuatannya.

Perhitungan nilai pembatas arus resistor

Dalam praktiknya, dua jenis perhitungan digunakan - grafis, sesuai dengan karakteristik tegangan arus dari dioda tertentu, dan matematika - sesuai dengan data paspornya.

Diagram skema menghubungkan emitor ke sumber daya.

Pada gambar:

• E - sumber daya dengan nilai E pada output;
• "+" / "-" - polaritas koneksi LED: "+" - anoda, ditunjukkan sebagai segitiga pada diagram, "-" - katoda, pada diagram - tanda hubung melintang;
• R – hambatan pembatas arus;
• kamu_dipimpin - langsung, itu juga tegangan operasi;
• Saya - arus operasi melalui perangkat;
• tegangan pada resistor dilambangkan sebagai U_R.

Maka skema perhitungannya akan berbentuk:

Skema untuk menghitung resistor.

Hitung hambatan untuk membatasi arus. Voltase kamu didistribusikan dalam rantai seperti ini:

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

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

Dengan transformasi matematis, kita memperoleh rumus:

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

nilai kamu_dipimpin dapat dipilih dari nilai paspor.

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

Data paspornya: nominal tipikal kamu_DIPIMPIN = 2,9 V maksimum kamu_DIPIMPIN = 3,5 V, arus operasi Saya_DIPIMPIN\u003d 0,7 A.

Untuk perhitungan kami menggunakan kamu_DIPIMPIN = 2,9 V

R = (U-U_dipimpin) / I \u003d (5-2.9) / 0,7 \u003d 3 Ohm.

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

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

Hitung disipasi daya yang diperlukan untuk resistor ini:

P = I² × R = 0,7² × 3 = 1,47 W

Untuk keandalan, kami membulatkannya ke nilai terdekat yang lebih besar - 2 watt.

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

Ketika terhubung secara seri LED

Ketika dihubungkan secara seri, dioda pertama dalam rantai dihubungkan oleh anoda ke "+" dari sumber listrik, dan oleh katoda ke anoda dioda kedua. Begitu seterusnya hingga rantai terakhir, yang katodanya terhubung ke sumber "-". Arus dalam rangkaian seri adalah sama di semua elemennya. Itu. melalui perangkat cahaya apa pun, besarnya sama. Resistansi internal terbuka, mis. memancarkan kristal cahaya, adalah puluhan atau ratusan ohm. Jika 15-20 mA mengalir melalui rangkaian pada resistansi 100 ohm, maka setiap elemen akan memiliki 1,5-2 V. Jumlah tegangan pada semua perangkat harus lebih kecil dari pada sumber daya. Perbedaannya biasanya dipadamkan dengan resistor khusus yang melakukan dua fungsi:

• membatasi arus operasi pengenal;
• memberikan tegangan maju pengenal ke LED.

Baca juga

Menghubungkan LED ke 12 volt

 

Ketika dihubungkan secara paralel

Koneksi paralel dapat dilakukan dengan dua cara.

Rangkaian listrik sambungan paralel.

Gambar atas menunjukkan cara mengaktifkannya tidak diinginkan. Dengan koneksi ini, satu resistansi akan memastikan kesetaraan arus hanya dengan kristal ideal dan panjang kabel timah yang sama. Tetapi variasi dalam parameter perangkat semikonduktor selama pembuatan tidak memungkinkan untuk membuatnya sama. Dan pemilihan yang sama - secara dramatis meningkatkan harga. Perbedaannya bisa mencapai 50-70% atau lebih. Setelah merakit struktur, Anda akan mendapatkan perbedaan cahaya setidaknya 50-70%. Selain itu, kegagalan satu emitor akan mengubah operasi semua: jika sirkuit putus, satu akan padam, sisanya akan bersinar lebih terang sebesar 33% dan akan mulai lebih panas. Terlalu panas akan berkontribusi pada degradasi mereka - perubahan warna cahaya dan penurunan kecerahan.

Jika terjadi korsleting akibat panas berlebih dan pembakaran kristal, resistansi pembatas arus mungkin gagal.

Opsi yang lebih rendah memungkinkan Anda untuk mengatur titik operasi yang diinginkan dari setiap dioda, bahkan dengan daya pengenal yang berbeda.

Skema koneksi serial-paralel perangkat.

Untuk tegangan 4,5 V, tiga elemen LED dan satu hambatan pembatas arus dihubungkan secara seri. Rantai yang dihasilkan terhubung secara paralel. 20 mA mengalir melalui setiap dioda, dan 60 mA mengalir bersama-sama. Pada masing-masing ternyata kurang dari 1,5 V, dan pada pembatas arus - tidak kurang dari 0,2-0,5 V. Menariknya, jika Anda menggunakan catu daya 4,5 V, maka hanya dioda inframerah yang dapat bekerja dengannya dengan tegangan maju kurang dari 1,5 V, atau Anda perlu meningkatkan suplai ke setidaknya 5 V.

Koneksi paralel langsung elemen LED (bagian atas sirkuit) tidak disarankan karena penyebaran parameter 30-50% atau lebih.Gunakan rangkaian dengan resistansi individu untuk setiap dioda (bagian bawah) dan sudah menghubungkan pasangan dioda-resistor secara paralel.

Ketika satu LED

Resistor untuk LED tunggal itu hanya digunakan pada kekuatan mereka hingga 50-100 mW. Pada nilai daya tinggi, efisiensi rangkaian daya menurun tajam.

Jika tegangan kerja maju dioda secara signifikan lebih kecil dari tegangan catu daya, penggunaan resistor pembatas menyebabkan kerugian besar. Kekuatan kualitas tinggi dan stabilitas, dengan riak yang disaring dengan hati-hati, disediakan oleh 3-5 jenis perlindungan catu daya tidak diubah menjadi cahaya, tetapi hanya hilang secara pasif dalam bentuk panas.

Dengan kekuatan tinggi mereka pergi pengemudi – stabilisator arus nilai nominal.

Menggunakan resistor pembatas arus untuk mengatur operasi karakteristik LED adalah cara yang sederhana dan dapat diandalkan untuk memastikan pengoperasian yang optimal.

Contoh video dari perhitungan resistensi paling sederhana.

Tetapi dengan daya dioda lebih dari seratus miliwatt, perlu menggunakan sumber stabilisasi atau driver saat ini yang otonom atau bawaan.