LED电路电阻值计算全攻略:串联/并联/混联分步指南
如何计算不同类型LED电路的电阻值
以下分步教程将帮您找到一个或多个LED及LED串联电路连接电池和电源所需的合适电阻值(或电阻组)。
学完本主题,您将能:
- 计算不同LED电路图的电阻值
- 计算LED正向电流
- 计算不同LED电路正向电压
- LED与电池串联连接
- LED与电池并联连接
- LED串并联组合电路连接
更新:也可使用此 LED电阻计算器 实现上述目的
典型LED符号、结构与引脚识别
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深入前,先搞懂下面最简电路,便于理解后续计算。
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这是有史以来最简单的LED串联电路。
电源电压6V,LED正向电压(VF) 1.3V,正向电流(IF) 10mA。
此电路串联电阻阻值为:
电阻值 = (V供电– VF)/ IF = (6 - 1.3) / 10mA = 470 Ω
电流消耗 = 20mA
电阻功率额定公式:
电阻功率 = IF2 × 电阻值 = (10mA)2 × 470 Ω = 0.047W = 47mW
但 这是确保电阻不过热的最小功率,建议加倍,即 0.047W × 2 = 0.094W = 94mW 电阻。电阻功率额定值(加倍后) = 0.094W = (94mW)
另请注意:
- 难买到精确计算功率的电阻。通用规格:1/4W、1/2W、1W、2W、5W等。计算值0.789W=789mW时选1W电阻。
- 难买到精确阻值电阻。按标准值选购。计算值313.5Ω时选最近标准值330Ω。若不够近可串并联组合实现。
- IF = LED正向电流: LED可持续接受的最大电流。建议提供80%额定电流以延长寿命稳定性。如额定30mA则跑24mA。过大电流缩短寿命甚至冒烟烧毁。
- 找不到正向电流时假设20mA,典型LED多工作在20mA。
- VF = LED正向电压: 额定正向电流下LED电压降。包装标注可查,通常1.3V-3.5V视类型/颜色/亮度而定。找不到时可用200Ω串6V电池接LED,测LED两端电压即为正向电压(约2V)。
LED串联电路电阻值计算公式:
下图为另一简易LED串联电路(6个LED串联)。供电18V,LED正向电压(VF) 2V,正向电流(IF) 20mA。
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电阻值(LED串联) = (V供电 – (VF × LED数量)) / IF
6个LED总正向电压(VF) = 2 × 6 = 12V
正向电流(IF) 相同(20mA)
(注:串联电路各点电流相同、电压累加) 电阻值(串联) = (18 – (2 × 6)) / 20mA = (18-12) / 20mA = 300 Ω
总电流 = 20mA (串联电流相同)
电阻功率 = IF2 × 电阻值 = (20mA)2 × 300 Ω = 0.12W = 120mW
但 建议加倍功率额定值:0.12W × 2 = 0.24W = 240mW。电阻功率额定值(加倍后) = 0.24W = (240mW)
LED并联电路(共用电阻)电阻值计算公式:
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此电路LED并联共用一个电阻。供电18V,LED正向电压(VF) 2V,正向电流(IF) 20mA。
电阻值(LED并联共用电阻) = (V供电 – VF)/ (IF × LED数量)
4个LED总正向电流(IF) = 20mA × 4 = 0.08A,正向电压(VF) 相同(2V)
(注:并联电路各点电压相同、电流累加)。
电阻值(并联共用电阻) = (18 – 2) / 0.08 = 200 Ω
总电流 = 20mA × 4 = 80mA (并联电流累加)
电阻功率 = IF2 × 电阻值 = (20mA)2 × 200Ω = 0.08W = 80mW
但 建议加倍:0.08W × 2 = 0.16W = 160mW。注:原文此处计算有误(写成1.28W×2=2.56W),已按正确数值修正。电阻功率额定值(加倍后) = 0.16W (160mW)
LED并联电路(分立电阻)电阻值计算公式:
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另一种并联方式:每个LED分立电阻。4个LED并联各自带电阻。供电9V,LED正向电压(VF) 2V,正向电流(IF) 20mA。
电阻值 (LED并联分立电阻) = (V供电 – VF)/ IF。此处LED正向电压(VF) = 2V,正向电流(IF) 20mA。
(注:虽为并联电路,但计算各支路电阻时每支路相当串联电路(参考串联公式或第1个最简电路,二者相同))
电阻值(并联分立电阻) = (9 – 2) / 20mA = 350 Ω
总电流 = 20mA × 4 = 80mA (并联电流累加)
电阻功率 = IF2 × 电阻值 = (20mA)2 × 350 Ω = 0.14W = 140mW
但 建议加倍:0.14W × 2 = 0.28W = 280mW。电阻功率额定值(加倍后) = 0.28W (280mW)
还有一种串并联组合方式连接LED电池;若理解上述简易计算,相信您能轻松计算串并联组合LED电路电阻值。
相关工具:
- 电阻色码计算器
- 有效值电压计算器
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