LED 电阻计算器
计算单颗 LED 或串联 LED 灯串的限流电阻、压降及额定功率。
LED 限流电阻
输入电源电压、单颗 LED 正向电压、目标电流及串联 LED 数量。
关于 LED 限流电阻
LED 需要电流控制,因为结电压达到正向电压后,电流会急剧上升。将 LED 直接连接到低内阻电压源,可能造成过流、过热、颜色偏移、寿命缩短或立即损坏。对于电源变化和效率要求可控的指示灯及其他低功率电路,串联电阻是最简单的限流方式。
电阻必须承担 LED 之外剩余的电压。对于相同 LED 组成的串联灯串,从电源电压中减去每颗 LED 的正向电压,再将剩余电压除以以安培表示的目标电流。计算器使用 R = (Vs − nVf) / I,并以电阻压降乘以电流求耗散功率。显示的设计额定功率为计算耗散功率的两倍,对应实际常用的 50% 负载目标,为温度和容差留出余量。
正向电压并非固定不变,它会随 LED 颜色、半导体材料、电流、结温、制造容差及器件老化而变化。应使用数据手册中目标电流下的数值,并核对典型值及最不利值。正向电压越低,电阻电流越大,因此合理范围内的最低 Vf 通常是最大电流和电阻发热的重要工况。同样,应按预计最高电源电压计算,而不只使用标称值。
同一串联支路的 LED 流过相同电流,因此正向电压相加,只需一个电阻。不同并联支路通常不应共用一个电阻,因为很小的正向电压差异也会造成电流分配不均。每个并联灯串应各自配备电阻。电源电压必须高于正向电压总和,并留有足够的电流调节余量。余量过小时,正常电压变化也可能造成明显的亮度变化。
若优先保护 LED,应选择高于计算最低阻值的下一个标准电阻值。略大的阻值会降低电流。电阻额定功率至少应达到显示的设计建议,并进一步考虑外壳温度、通风、电路板发热及电阻降额。对于大功率 LED、电池供电照明、宽电源电压范围或严格控制亮度的应用,应使用恒流驱动器,而非电阻。本计算器最适合简单低电流 LED 电路的快速、透明设计。
LED 电阻示例
每个结果均使用串联灯串中所有 LED 的总正向压降。
| 电路 | 所需电阻 | 说明 |
|---|---|---|
| 12 V 电源,一颗 2 V LED,20 mA | 500 Ω, 0.2 W | 额定功率至少为 0.4 W 的电阻可提供两倍设计余量。 |
| 9 V 电源,两颗 3 V LED,15 mA | 200 Ω, 0.045 W | 两颗 LED 使用 6 V,电阻承担剩余的 3 V 压降。 |
| 5 V 电源,一颗 3.2 V LED,10 mA | 180 Ω, 0.018 W | 常见的四分之一瓦电阻具有充足的功率余量。 |
如何选择 LED 电阻
- 输入电路预计会遇到的最高电源电压。
- 输入单颗 LED 在目标工作电流下的正向电压。
- 输入以毫安表示的目标电流,以及串联的相同 LED 数量。
- 选择“计算电阻”,再选择向上一级的合适标准阻值,额定功率不得低于建议值。
LED 电阻常见问题
为什么 LED 需要电阻?
LED 导通后,电流会随电压急剧变化。串联电阻利用多余的电源电压建立可预测的电流,并保护结区。
应使用哪个正向电压?
使用数据手册中目标电流和工作温度下的值。评估最大电流时,应组合最低正向电压和最高电源电压。
多颗 LED 可以共用一个电阻吗?
同一串联路径中的 LED 电流相同,因此可以共用一个电阻。独立的并联支路应各自配备限流电阻。
为什么建议采用计算功率的两倍?
低于铭牌额定功率工作可降低电阻温度,并为电源及元件容差留出空间。高温或封闭组件中可能需要进一步降额。
阻值应该向上还是向下取整?
向上选择下一个标准值会降低电流,通常对 LED 更安全。向下取值会提高电流,只有核实最不利工况限制后才应采用。