Расчет резистора для светодиода. Онлайн калькулятор

Довольно часто у многих начинающих радиолюбителей возникает проблемы с расчетом сопротивления резистора для светодиода. И зачастую они не знают, для чего такой резистор вообще нужен. В данной статье попробуем разъяснить данный вопрос и для облегчения приведем онлайн калькулятор для расчета сопротивления резистора светодиода.

Важные параметры светодиодов

С точки зрения проблемы подбора резистора для светодиода нас в первую очередь интересуют всего два параметра светодиодов:

  1. IF — прямой ток светодиода
  2. VF — прямое напряжение светодиода (рабочее напряжение)

Рассмотрим это на примере светодиода L-53IT. Вот его краткие характеристики:

  • Материал: gaasp/gap
  • Цвет свечения: красный
  • Длина волны: 625нм
  • Максимальное прямое напряжение: 2,5 В
  • Максимальное обратное напряжение: 5В
  • Максимальный прямой ток: 30мА
  • Рабочая температура: -40…85С

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-1

В datasheet светодиода L-53IT в разделе «Absolute Maximum Ratings» (значения, которые нельзя превышать) мы находим информацию о максимальном непрерывном постоянном токе, который может протекать через данный светодиод, не вызывая ее повреждения (30мА):

Затем мы проверяем по datasheet, какое типичное прямое напряжение светодиода (падение напряжения на диоде):

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-2

и мы видим, что:

  • тестовые данные указаны для тока IF= 20мА,
  • типичное прямое напряжение составляет VF = 2В.

Ток 20мА обеспечивает нам хороший световой поток, а так как светодиоды не вечны, и со временем испускаемый поток света уменьшается, то в большинстве случаев для данного светодиода этот ток будет достаточен.

Светодиод без резистора

Для начала рассмотрим, что произойдет, если мы подключим светодиод к источнику питания без резистора ограничивающего ток. В качестве примера мы будем использовать источник питания с напряжением 5В.

В этом случае, в соответствии со вторым законом Кирхгофа:

сумма падений напряжения в замкнутом контуре равна нулю

Получается, что все напряжение питания сосредоточено на нашем светодиоде:

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-3

Что означает появление напряжения 5В на нашем светодиоде? Давайте посмотрим на график зависимости тока светодиода от напряжения в прямом направлении:

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-4

То есть, при превышении 2,05 вольт, ток будет расти очень быстро, достигнув высокого значения.

В нашем случае, питание светодиода без ограничительного резистора приведет к генерации тока большего, чем допустимо (30 мА), что в свою очередь произойдет его повреждение.

Здесь следует добавить, что причиной, разрушающим светодиод является не ток как таковой, а выделяемая мощность в виде тепла.

Ограничение тока протекающего через светодиод

Таким образом, мы должны ограничить ток светодиода. У нас есть два варианта:

  • использовать питание стабильным током (не более 30мА в соответствии с технической спецификацией светодиода)
  • ограничить ток по-другому.

В данной статье мы займемся вторым способом, а именно, мы подключим резистор последовательно со светодиодом. На этом резисторе будет происходить падение части напряжения источника питания, который обозначим как VR:

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-5

В соответствии с приведенным выше вторым законом Кирхгофа, распределение напряжений будет определяться по формуле:

VCC = VR + VF

 

В нашем случае мы знаем типовое значение напряжения нашего светодиода, которое составляет 2 вольт, а также напряжение питания 5 вольт:

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-6

Таким образом, мы можем вычислить необходимое падение напряжения на резисторе R, для того чтобы на диоде было только необходимые 2 вольта:

VR = VCC — VF

VR = 5В — 2В = 3В

то есть, мы стремимся к получению следующих напряжений в нашей схеме:

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-7

Теперь мы используем первый закон Кирхгофа:

сумма значений силы токов, входящих в узел равна сумме значений силы токов, вытекающей из этого узла

Нашим узлом является место соединения резистора и светодиода, и это означает, что через резистор будет проходить тот же ток, что и через светодиод. Поскольку мы предположили, что через светодиод может течь ток IF= 20мА, то:

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-8

Сопротивление резистора вычислим с помощью Закона Ома:

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-9

то есть в нашем случае:

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-10

и наконец, мы можем вывести общую формулу:

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-11

raschet-rezistora-dlya-svetodioda-onlajn-kalkulyator-12

После расчета сопротивления, выбирается резистор из номинального ряда. В нашем случае это резистор  точно такой  же, как рассчитали, то есть, 150 Ом, который имеется в номинальных рядах E24, E12 и E6.

А что делать,  когда сопротивление резистора не соответствует ни одному значению из номинального ряда? В этом случае следует выбрать одно из двух ближайших к расчетному сопротивлению, при этом необходимо учитывать следующее:

Если сопротивление будет меньше, чем рассчитывали, то это увеличит значение тока, протекающего через светодиод.

Если сопротивление будет больше, чем рассчитывали, то это уменьшит световой поток, испускаемый светодиодом.

Калькулятор расчета резистора для светодиода

Ниже приводим калькулятор для расчета сопротивления резистора светодиода:



1 комментарий

  1. 03.06.2016 в 13:23

    а конденсатор рассчитать в без трансформаторном блоке питания на 230В для диода 12В. — как, слабо?

Добавить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.

*


\n