Як рахувати опір резистора для підключення світлодіодів

RBoy

Як відомо, світлодіоди є вкрай енергоефективними джерелами світла і тому здобули велику популярність останнім часом. Але вони дуже чутливі до струму живлення. Щоб не допустити надмірного надходження струму на світлодіод і його швидкої деградації і виходу з ладу, найпростішим виходом є включення в ланцюг живлення обмежуючого резистора.

: Звичайні "сигнальні" діоди; diodes.png (25.73 Кіб) Переглянуто 89936 разів

Опір резистора розраховується за формулою

R=(V(живл.)—V(діода))/I(діода)

V(живлення) — напруга джерела живлення, В
V(діода) — падіння напруги світлодіода, зазначається виробником в характеристиках. Для звичайних маленьких сигнальних світлодіодів розміром 3-5мм зазвичай становлять:

червоні: 1,7-2,3 В
жовті: 1,8-2,5 В
зелені: 2-3 В
сині: 2,5-3,5 В
білі: 2,8-4 В

I(діода) — струм світлодіода, Ампер. Сигнальні світлодіоди зазвичай в межах 10-20 мА (0,01-0,02 А). Чим більший струм, тим яскравіше світить світлодіод.
Приклад:
Зелений сигнальний світлодіод заживити від USB (5В):
(5–2,5)/0,01=250(Ом)

Підключення декількох світлодіодів

Світлодіоди можна підключати послідовно (анод першого світлодіода до катода наступного), або паралельно.
При послідовному підключенні використовується один резистор, який розраховується на суму падіння напруги усіх світлодіодів. Це енергоефективно, але нажаль не дозволяє підключити багато діодів (до 2 шт. на 5 Вольтову лінію, до 5 на 12 Вольтову).

: Послідовне підключення; LEDx2Circuit.png (5.19 Кіб) Переглянуто 89936 разів

Приклад:
5 червоних світлодіодів в автомобільну лінію (14В):
(14–2*5)/0,02=200(Ом)
Паралельне підключення дозволяє використовувати велику кількість світлодіодів. Але в такому випадку на кожен світлодіод потрібно використовувати окремий резистор, що сильно підвищує витрату енергії, через що на практиці такі рішення майже не використовують. Розрахунок опору резистора проводиться для кожного окремого світлодіода.

: Паралельне підключення двох послідовних світлодіодів; LEDx4Circuit.png (6.93 Кіб) Переглянуто 89936 разів

Приклад:
Три білі світлодіоди паралельно на лінію 5В:
5–3/0,02=100(Ом) на кожен світлодіод, 3 світлодіоди — 3 резистори по 100 Ом.

Світлодіоди, які продають як готові рішення для струму 5 або 12 В (останні широко використовуються в автомобілях), зазвичай являють собою звичайний світлодіод з уже запаяним в корпус резистором.

Включення резистора в ланцюг живлення знижує енергоефективність такого освітлення, адже резистор перетворює надлишок енергії на тепло. Тому для потужних світлодіодів освітлювальних пристроїв використовують спеціальні плати — драйвери. Вони дозволяють формувати стабільний і безпечний для світлодіода струм з мінімальними втратами енергії.