电子电路学习笔记——LED发光二极管限流电阻计算

Posted 2023-01-31 Leung_ManWah

一、简介

发光二极管LED是开源项目中使用的最基本的输出设备之一。它们为您提供了一种简单的方法，可以向用户提供有关电路中正在发生的状态的反馈。一种流行的用途是让用户知道设备是否打开的电源指示器。

但是将LED直接连接到电源会导致LED烧坏。您必须使用与LED串联的限流电阻进行保护。
计算电阻值需要从数据表中收集有关LED的一些信息。具体来说，我们需要确定LED的正向电压（$V_F$）和正向电流（$I_F$）。$V_F$告诉我们偏置LED开启所需的电压。$I_F$告诉我们LED可以处理的最大电流。我们还需要知道将为LED供电的电源电压。

有了这些信息，我们可以应用以下公式计算出限流电阻值：
$$R_{limit}=\frac{V_{supply}-V_F}{I_F}$$

注：VF代表正向电压，一般小功率LED红、黄、橙、黄绿的VF是1.8-2.4V，纯绿、蓝、白的VF是3.0-3.6V。IF是正向电流，一般小功率LED的IF都是20mA。IR是反向电流。

二、限流电阻计算

使用 LED发光二极管限流电阻值计算器 https://www.eechina.com/tools/led_current_limiting_resistance.html

LED限流电阻计算公式：限流电阻Ω = (电源电压V - LED正向电压V) / 限流电流A

由LED灯规格书得知，LED正向电压为2V，限流电流为20mA。

2.1 单只LED电路

当电源电压为5V时，计算出限流电阻值为150Ω。
LED发光二极管限流电阻值计算器

2.2 LED串联电路

当电源电压为5V，两个LED串联时，计算出限流电阻值为50Ω。
LED发光二极管限流电阻值计算器

2.3 LED并联电路

当电源电压为5V，两个LED并联时，计算出限流电阻值为1200Ω。
LED发光二极管限流电阻值计算器

三、电阻的额定功率计算

要计算电阻的额定功率，我们必须使用焦耳幂律：
$P=I_F{}^2\times R_{limit}$

当IF=20mA，Rlimit=150Ω时，
$P=20mA{}^2\times 150\Omega =0.06W$

根据计算，1/10W(0603)电阻可以正常工作，但1/8W(0805)电阻可能更容易上手。功率在0.125w之下的一般选0805封装(贴片电阻)。

注：

封装(英制)	功率(W)
0201	1/20
0402	1/16
0603	1/10
0805	1/8
1206	1/4
1210	1/2

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• 由 Leung 写于 2021 年 8 月 31 日

• 参考：【案例分享】LED限流电阻的计算方式与应用