LED 電阻計算器
計算單顆 LED 或串聯 LED 燈串的限流電阻、壓降與額定功率。
LED 限流電阻
輸入電源電壓、單顆 LED 順向電壓、目標電流與串聯 LED 數量。
關於 LED 限流電阻
LED 需要控制電流,因為接面達到順向電壓後,電流會急遽上升。直接將 LED 接到低內阻電壓源,可能造成過電流、過熱、色偏、壽命縮短或立即損壞。對於電源變動與效率要求可控的指示燈及其他低功率電路,串聯電阻是最簡單的限流方法。
電阻必須承擔 LED 之外剩餘的電壓。相同 LED 組成的串聯燈串,應從電源電壓扣除每顆 LED 的順向電壓,再將剩餘電壓除以安培表示的目標電流。計算器使用 R = (Vs − nVf) / I,也以電阻壓降乘以電流求出消耗功率。顯示的設計額定功率是計算消耗功率的兩倍,提供實用的 50% 負載目標,為溫度與容差保留裕量。
順向電壓並非完全固定,會隨 LED 顏色、半導體材料、電流、接面溫度、製造容差及元件老化而變動。請使用資料表中預定電流下的值,並確認典型值與最不利值。順向電壓越低,電阻電流越大,因此合理範圍內的最低 Vf 通常是評估最大電流與電阻發熱的重要情況。同樣地,應以預期最高電源電壓計算,而不只採用標稱值。
同一串聯燈串的 LED 流過相同電流,因此順向電壓相加,只需一個電阻。並聯支路通常不應共用電阻,因為微小的順向電壓差異可能造成電流分配不均。每個並聯燈串應各自使用電阻。電源必須高於順向電壓總和,並保留足夠的電流調節裕量。裕量太小時,正常的電壓變動也可能造成明顯亮度變化。
若以保護 LED 為優先,請選擇高於計算最低值的下一個標準阻值。稍大的電阻會降低電流。額定功率至少應達到顯示的設計建議,再考量外殼溫度、通風、電路板發熱與電阻降額。大功率 LED、電池照明、寬電源範圍或嚴格控制亮度的應用,應改用定電流驅動器。本計算器最適合簡單低電流 LED 電路的快速、透明設計。
LED 電阻範例
每個結果皆採用串聯燈串中所有 LED 的總順向壓降。
| 電路 | 所需電阻 | 說明 |
|---|---|---|
| 12 V 電源,一顆 2 V LED,20 mA | 500 Ω, 0.2 W | 額定功率至少 0.4 W 的電阻可提供兩倍設計裕量。 |
| 9 V 電源,兩顆 3 V LED,15 mA | 200 Ω, 0.045 W | 兩顆 LED 使用 6 V,電阻承擔剩餘的 3 V 壓降。 |
| 5 V 電源,一顆 3.2 V LED,10 mA | 180 Ω, 0.018 W | 常見的四分之一瓦電阻具有充足功率裕量。 |
如何選擇 LED 電阻
- 輸入電路預期會遇到的最高電源電壓。
- 輸入單顆 LED 在目標工作電流下的順向電壓。
- 輸入以毫安培表示的目標電流,以及串聯的相同 LED 數量。
- 選擇「計算電阻」,再向上選擇下一個合適標準阻值,額定功率至少須達到建議值。
LED 電阻常見問題
為什麼 LED 需要電阻?
LED 導通後,電流會隨電壓急遽變化。串聯電阻利用多餘電源電壓建立可預測的電流,保護接面。
該使用哪個順向電壓?
使用資料表中目標電流與工作溫度下的值。評估最高電流時,請搭配最低順向電壓與最高電源電壓。
多顆 LED 可以共用一個電阻嗎?
同一串聯路徑的 LED 電流相同,可以共用一個電阻。獨立的並聯支路則應各自使用限流電阻。
為什麼建議使用計算功率的兩倍?
低於標示額定功率運作可降低電阻溫度,並為電源及元件容差保留空間。高溫或密閉組件中可能需要進一步降額。
阻值應向上還是向下取值?
向上選取下一個標準阻值會降低電流,通常對 LED 較安全。向下取值會增加電流,必須先確認最不利條件下的限制。