LED 用の抵抗器 - 抵抗の正しい計算。 LED の抵抗値の計算 LED 計算機
信頼性の高い LED 動作は電流に依存しますそこを流れている。 値が低すぎると単に光らなくなり、現在の値を超えると素子の特性が劣化し、破壊に至ることもあります。 同時にLEDが切れたとのこと。 この半導体の故障の可能性をなくすためには、抵抗が入った回路で選択する必要があります。 回路内の電流を最適な値に制限します。
LED抵抗は非線形です。 これは、この素子に印加される電圧が変化すると、そこを流れる電流が非線形に変化することを意味します。 発光ダイオードを含むダイオードのボルトアンペア特性を見つければ、これを検証できます。 P-N 接合の開放電圧を下回る電源が供給されると、LED に流れる電流が小さくなり、素子は動作しません。 このしきい値を超えると、素子を流れる電流が急速に増加し、素子が発光し始めます。
もし 電源 LED に直接接続すると、ダイオードはそのような負荷用に設計されていないため、故障します。 これを防ぐには、バラスト抵抗を使用して LED に流れる電流を制限するか、重要な半導体の電圧を下げる必要があります。
最も単純な接続図 (図 1) を考えてみましょう。 DC 電源は、抵抗を介して目的の LED に直列に接続されます。LED の特性は既知である必要があります。 これは、インターネット上で特定のモデルの説明 (情報シート) をダウンロードするか、参考書で目的のモデルを見つけることによって実行できます。 説明が見つからない場合は、LED の色から LED の電圧降下をおおよそ判断できます。
- 赤外線 - 最大 1.9 V。
- 赤 - 1.6 ～ 2.03 V。
- オレンジ – 2.03 ～ 2.1 V。
- 黄色 - 2.1 ～ 2.2 V。
- 緑 – 2.2 ～ 3.5 V。
- 青 – 2.5 ～ 3.7 V。
- 紫 - 2.8 ～ 4 V。
- 紫外線 - 3.1 ～ 4.4 V。
- 白 - 3 ～ 3.7 V。
図 1 – LED 接続図
回路内の電流は、パイプ内の液体の動きにたとえることができます。 流路が1本であれば、回路全体の電流の強さ（流量）は同じになります。 これは、まさに図 1 の回路で起こっていることです。キルヒホッフの法則によれば、1 つの電流が流れる回路に含まれるすべての要素にわたる電圧降下の合計は、この回路の EMF に等しくなります (図 1 では文字 E で示されています)。 ）。 このことから、電流制限抵抗の両端の電圧降下は、電源電圧と LED の両端の電圧降下の差に等しいはずであると結論付けることができます。
回路内の電流は同じでなければならないため、抵抗と LED の両方を通って得られる電流は同じになります。 半導体素子を安定して動作させ、その信頼性と耐久性を高めるには、半導体素子を流れる電流がその説明に示されている特定の値でなければなりません。 説明が見つからない場合は、回路内の電流のおおよその値を 10 ミリアンペアとみなすことができます。 このデータを決定したら、LED の抵抗値を計算できます。 オームの法則によって決まります。 抵抗器の抵抗値は、抵抗器の両端の電圧降下と回路内の電流の比に等しくなります。 または記号形式で:
R = U(R)/I,
ここで、U (R) は抵抗の両端の電圧降下です。
I – 回路内の電流
抵抗器の U (R) の計算:
U (R) = E – U (LED)
ここで、U (Led) は LED 素子の両端の電圧降下です。
これらの公式を使用すると、抵抗器の抵抗の正確な値が得られます。 ただし、業界は標準抵抗値、いわゆる定格シリーズのみを作成しています。 したがって、計算後、既存の抵抗値を選択する必要があります。 計算された値よりわずかに大きい抵抗を選択する必要があります。そうすることで、ネットワーク内の偶発的な過剰電圧から保護されます。 値が近い素子を選択するのが難しい場合は、2 つの抵抗を直列または並列に接続してみてください。
回路に必要な電力よりも小さい抵抗を選択すると、単に故障します。 抵抗の電力を計算するのは非常に簡単です。抵抗の両端の電圧降下に、この回路を流れる電流を掛ける必要があります。 次に、計算された値以上の電力を持つ抵抗を選択する必要があります。
計算例
電源電圧は12Vで、緑色のLEDが付いています。 電流制限抵抗の抵抗値と電力を計算する必要があります。 必要な緑色 LED の両端の電圧降下は 2.4 V、定格電流は 20 mA です。 ここから、バラスト抵抗の両端の電圧降下を計算します。
U (R) = E – U (LED) = 12V – 2.4V = 9.6V。
抵抗値:
R = U (R)/I = 9.6V/0.02A = 480 オーム。
電力値:
P = U (R) ⋅ I = 9.6V ⋅ 0.02A = 0.192 W
多数の標準抵抗の中から 487 オーム (E96 シリーズ) を選択し、電力は 0.25 W で選択できます。 この抵抗は注文する必要があります。
複数の LED を直列に接続する必要がある場合は、1 つの抵抗のみを使用して LED を電源に接続することもでき、これにより過剰電圧が抑制されます。 その計算は上記の式を使用して実行されますが、1 つの順方向電圧 U (Led) の代わりに、必要な LED の順方向電圧の合計を取得する必要があります。
複数の発光素子を並列接続する必要がある場合、各半導体には独自の順方向電圧がある可能性があるため、それぞれの発光素子ごとに独自の抵抗を計算する必要があります。 この場合の各回路の計算は、すべて同じ電源に並列に接続されており、各回路を計算するための値が同じであるため、1 つの抵抗の計算に似ています。
計算手順
正しい計算を行うには、次のことを行う必要があります。
- LEDの順方向電圧と電流を調べます。
- 目的の抵抗の両端の電圧降下の計算。
- 抵抗器の抵抗値の計算。
- 標準範囲から抵抗値を選択します。
- 電力の計算と選択。
この簡単な計算は自分で行うこともできますが、電卓を使用して LED の抵抗を計算する方が簡単で時間効率が高くなります。 このようなクエリを検索エンジンに入力すると、自動計算を提供するサイトが多数見つかります。 必要な数式はすべてこのツールにすでに組み込まれており、即座に機能します。 一部のサービスでは、要素の選択がすぐに提供されます。 LED の計算に最適な計算機を選択するだけで済み、時間を節約できます。
オンライン LED 計算機は、計算時間を節約する唯一の方法ではありません。 さまざまな回路のトランジスタ、コンデンサ、その他の要素の計算は、インターネット上で長い間自動化されてきました。 残っているのは、検索エンジンを適切に使用してこれらの問題を解決することだけです。
LED は、家庭、オフィス、生産現場における多くの照明の問題に対する最適なソリューションです。 LEDランプに注目してください。 これは、それらを使用する照明製品の価格と品質の最良の比率であり、照明器具を自分で計算して組み立てる必要はありません。
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この半導体デバイスのおかげで、LED 照明と表示は最も信頼性の高いものの 1 つと考えられています。 照明を構成する際、LEDランプは高品質の光束を生成し、廃棄の必要がなく、電力消費も少ない環境に優しい光源です。 LED は、通常のダイオードと同様に、定電圧でのみ動作し、電流は一方向にのみ流れます。 
発光ダイオードは、最大値と最小値の両方で、明確に調整された特定の電流を流すデバイスです。 最大許容直流電流またはそれに供給される電圧を超えると、間違いなく故障します。簡単に言うと、「焼き切れ」ます。 LED データは次の場所にあります。
- 参考書や技術文献の中。
- インターネットのページ上。
- 販売コンサルタントから購入する場合。
動作電圧と最大順電流が分からない場合、電流を制限するための抵抗器の抵抗値を選択することは非常に困難です。 単巻変圧器や可変抵抗器を持っていない限り。 この場合、これらの半導体素子のいくつかを焼き付けることができます。 この方法は実践的というよりも理論的であり、緊急事態でのみ使用できます。 抵抗器は電気回路で使用される受動素子であり、特定の抵抗値を持っています。 可変抵抗器、調整つまみ付き、または定抵抗器が使用可能です。 抵抗器は電力の概念によって特徴付けられ、電気回路で計算する際には電力の概念も考慮する必要があります。
したがって、各 LED には動作電圧があり、直流電流が通過して点灯します。 電源の U がたとえば 1.5 ボルトで、データシートに従ってダイオードを正確にこの電圧に接続する必要がある場合、制限抵抗は必要ありません。 または、動作電圧 0.5 ボルトの 3 つの LED を電源と直列に接続することも可能です。 さらに、これらの半導体素子はすべて同じ種類およびブランドのものである必要があります。 ただし、この状況は非常にまれに発生し、多くの場合、電源は 1 つの LED の動作電圧よりもはるかに高くなります。
LED の抵抗を計算する方法。回路内の電流を制限するだけでなく、電圧降下も生じます。 LED の電流制限抵抗は、よく知られたオームの法則 I=U/R に基づいて計算されます。 ここから、抵抗値 R=U/I を選択できます。 ここで、U は電圧、I は直流電流の大きさです。
以下は 1 つの LED を接続するための最も単純な図です。 
直列接続の電流強度は同じですが、LED の供給電圧は特定の値でなければならず、多くの場合、回路全体に供給される電圧よりも大幅に低くなります。 したがって、LEDに印加される電圧がパスポートに動作電圧として示されている特定の値になるように、抵抗器は電圧の一部を消去する必要があります。 つまり、回路内の I (電流) は既知であり、I 消費ダイオードに等しく、抵抗両端の U 降下は U 電源と U LED の差に等しくなります。 同じオームの法則に従って、抵抗器の U とそれを通過する I を知ると、その抵抗を見つけることができます。 これを行うには、抵抗の両端の電圧降下を回路を流れる電流で割ります。
LED 抵抗を計算した後も、その抵抗は電力に対応する必要があります。そのためには、その抵抗の U に回路全体の既知の I を乗算する必要があります。 回路のどの部分の電流も同じであるため、LED を通過する最大電流は制限抵抗を通過する電流を超えることはありません。 この場合、小さな抵抗よりもわずかに高い定格の抵抗を選択することをお勧めします。これは、抵抗とその電力の両方に当てはまります。 オームの法則を知っていると、LED の R を介して抵抗を計算することもできます。
必要な抵抗を備えた適切な抵抗器がない場合は、そのような要素をいくつか直列または並列に接続することで抵抗器を得ることができます。 さらに、直列接続の場合、すべての抵抗の合計抵抗は、この回路に含まれるすべての抵抗の合計に等しくなります。 
そして並行して、次の式を使用して計算されます。 
電源電圧が増加すると、回路全体の電流強度も増加するため、これらはすべて電源電圧に基づいて計算されることを考慮する必要があります。 したがって、電源は高品質の整流電圧だけでなく、安定化された電圧も提供する必要があります。
LEDを抵抗でバイパスする
2つ以上の発光素子を直列に接続する場合、LEDと抵抗器のそのような接続について議論する価値があります。 同じ刻印や種類でもLEDごとに特性が若干異なる場合があります。 I が流れると、独自の内部 R が発生します。さらに、バルブ (ダイオード) が導通するモードと導通しないモードでは、内部抵抗が大きく異なります。 つまり、このモードでバルブを再度オンにすると、抵抗が大きく異なります。 したがって、逆電圧も大きく変化し、焼損（破壊）につながる可能性があります。
このような状況を防ぐには、数百オームの大きな R を持つ低電力抵抗を使用して LED をバイパスすることをお勧めします。 このような接続により、1 つの回路に接続された光束を生成する半導体デバイスの逆電圧が確実に均等化されます。
LED計算ビデオ
1 つ以上の LED に必要な電流制限抵抗値を決定するには、次のデータが必要です。
電源電圧;
- LED の順電圧と設計上の電流。
- LED の数と接続図。
参照データがない場合、LED の順電圧は、次の表を使用してその発光の色によって非常に正確に決定できます。
これらの最新の半導体デバイスのほとんどは 20 mA の電流向けに設計されていますが、より高い電流 (150 mA 以上) 向けに設計されたダイオードもあります。 したがって、定格電流を正確に決定するには、ダイオードのブランドの技術データが必要になります。
LED のブランドや技術的特性に関する情報がまったくない場合は、定格電流を 10 mA、順電圧を 1.5 ～ 2 V とすることをお勧めします。
必要なクエンチング抵抗の数は、半導体デバイスの接続図の選択によって異なります。 したがって、それらが直列に接続されている場合、すべての点で流れる電流の値が同じであるという1つのことで十分です。
ダイオードを並列接続する場合、1 つの共通のクエンチング抵抗を使用することはできません。 特性が完全に同じ LED は存在しないため、 抵抗に一定の広がりがあり、それに応じて消費電流も大きくなるため、抵抗が低い素子ほど多くの電流を消費し、早期故障の原因となる可能性があります。
したがって、並列接続された複数の LED の 1 つが切れると、残りの LED は、特定の数のダイオード用に設計された抵抗器の抵抗により、設計されていない増加した電圧を受けることになり、その結果、彼らは失敗するだろう。
したがって、LED を並列接続する場合は、各素子に個別の抵抗を設けることをお勧めします。 この推奨事項は、提案された計算機で考慮されています。
計算は次の式を使用して行われます。
R = 急冷/ILED;
Uquenching = Upower – ULED。
重要！ LED 接続の正しい極性を必ず確認してください。 アノード（長いリード線）は電源のプラスに接続され、カソードはマイナスに接続されます（ダイオード電球の側面には特徴的なカットがあります）。
さまざまなデバイスの製造では、多くの場合、LED および LED インジケータを使用する必要があります。 LEDは通常、電流制限抵抗（クエンチング抵抗）を介して電源に接続されます。 以下に、クエンチング抵抗を計算するための原理と公式、および迅速な計算のための小さな計算機を示します。
LEDのクエンチング抵抗の計算
まず第一に、クエンチング抵抗の抵抗値を計算する方法、それが何に依存するか、そして電源から LED に電力を供給するために抵抗器がどのくらいの電力を必要とするかを理解しましょう。
米。 1. 抵抗を介して LED を電源に接続する図。
図からわかるように、電流 (I) は同じソースから抵抗と LED を流れます。 抵抗の両端の電圧は、電源電圧と LED の両端の電圧の差 (VS-VL) に等しくなります。 ここで、抵抗器 (R) の抵抗値を計算する必要があります。そのときの電圧 I が回路に流れ、電圧 VL が LED に流れます。
LED にバッテリーから電力を供給するとします。 電圧5V通常、この電源電圧はマイクロコントローラー回路やその他のデジタル機器に電力を供給するために使用されます。
計算してみましょう クエンチング抵抗の両端の電圧値このためには、LED の両端の電圧降下を知る必要があります。これは、特定の LED の参考書に記載されています。
LED のおおよその電圧降下値 (AL307 および同様のパッケージ内の他の低電力のもの):
- 赤 - 1.8...2V;
- 緑と黄色 - 2...2.4V;
- 白と青 - 3...3.5V。
を使用するとします 青色LED 、その両端の電圧降下は3Vです。
クエンチング抵抗の両端の電圧を計算します。
Udream = Upit - Ulight = 5V - 3V = 2V。
のために クエンチング抵抗器の抵抗値を計算する LEDを流れる電流を知る必要があります。 特定の種類の LED の定格電流は、参考書で確認できます。 ほとんどの低電力 LED (AL307 など) の定格電流は 10 ～ 25mA の範囲です。
LED について言えば、 定格電流その十分に明るい輝きは 20mA (0.02A) です。 抵抗器の両端には2Vの電圧が消え、20mAの電流が流れることがわかります。 オームの法則の公式を使用して計算を実行してみましょう。
R = U / I = 2V / 0.02A = 100 オーム。
ほとんどの場合、電力が 0.125 ～ 0.25 W の低電力抵抗器 (MLT-0.125 および MLT-0.25) が適しています。 抵抗器の両端の電流降下と電圧降下が大きく異なる場合でも、問題はありません。 抵抗電力の計算:
P = U * I = 2V * 0.02A = 0.04 W。
したがって、最小電力抵抗器 MLT-0.125 (0.125 W) であっても、0.04 W は定格電力よりも明らかに小さいことになります。
計算してみましょう 赤色LED (電圧2V、電流15mA)。
Udream = Upit - Ulight = 5V - 2V = 3V。
R = U / I = 3V / 0.015A = 200 オーム。
P = U * I = 3V * 0.015A = 0.045 W。
クエンチング抵抗を計算するための簡単な計算ツール
LED 1 個
LEDの直列接続
LEDの並列接続
LEDの抵抗の計算。
| 接続タイプ: | |
| 供給電圧: | ボルト |
| LED順電圧: | ボルト |
| LEDを流れる電流: | ミリアンペア |
| LED の数: | 個 |
| 結果： | |
| 正確な抵抗値: | オーム |
| 標準抵抗値: | オーム |
| 最小抵抗電力: | ワット |
| 総消費電力: | ワット |
LED。 LEDの種類、種類。 接続と計算..
実際の LED は次のようになります。
そして、これを図に示すと次のようになります。
LEDは何に使われますか?
LED は、電流が流れると発光します。
前世紀の 70 年代に、頻繁に切れて大量のエネルギーを消費する電球を交換するために発明されました。
接続とはんだ付け
LED は、アノードの + とカソードの k の極性を考慮して、正しい方法で接続する必要があります。カソードのリードは短く、レッグも短くなります。 LEDの内部を見ると、カソードの電極が大きくなっています（ただし、これは正式な方法ではありません）。
LED ははんだ付けの熱によって損傷する可能性がありますが、素早くはんだ付けすればそのリスクは小さいです。 ほとんどの LED のはんだ付けに特別な予防措置を講じる必要はありませんが、放熱のために LED の脚をピンセットで掴むと便利です。
LEDのチェック
LED をバッテリーや電源に直接接続しないでください。
電流が多すぎると LED が焼き切れてしまうため、LED はほぼ瞬時に焼き切れます。 LED には制限抵抗が必要です。電圧が 12V 以下の場合、ほとんどの LED には 1k オームの抵抗が適しています。 極性を確認しながら、LED を正しく接続することを忘れないでください。
LEDの色
LED には、赤、オレンジ、琥珀、琥珀、緑、青、白など、ほぼすべての色があります。 青と白の LED は他の色に比べて少し高価です。
LED の色は、ハウジングのプラスチックの色ではなく、LED が作られる半導体材料の種類によって決まります。 どのような色の LED も無色のハウジングに入っており、その場合はオンにすることによってのみ色を確認できます。
マルチカラーLED
マルチカラー LED は通常、赤と緑が 3 本の脚を持つ 1 つのハウジングに組み合わされてシンプルに設計されています。 各クリスタルの明るさやパルス数を変更することで、異なる発光色を実現できます。
LED抵抗の計算
LED には、LED に流れる電流を制限するために回路内に抵抗を直列に接続する必要があります。そうしないと、ほぼ瞬時に切れてしまいます。
抵抗 R は次の式で求められます。
R= (VS – V L ) / I
VS
= 供給電圧
VL
= ダイオードの種類ごとに計算された順電圧 (通常は 2 ～ 4 ボルト)
私
= LED 電流 (たとえば 20mA)、これはダイオードに許容される最大値よりも小さくする必要があります。
抵抗のサイズを正確に選択できない場合は、より大きな値の抵抗を選択してください。 実際、違いはほとんどわかりません...グローの明るさはわずかに減少します。
例: 電源電圧が VS = 9V で、I = 20mA = 0.020A を必要とする赤色 LED (V = 2V) がある場合、
R = (-9 V) / 0.02A = 350 オーム。 この場合、390 オーム (最も近い標準値で、大きい方) を選択できます。
オームの法則を使用した LED 抵抗の計算
オームの法則によれば、抵抗器の抵抗は R = V / I、
どこ：
V= 抵抗の両端の電圧 (この場合、V = S – V L)
私= 抵抗を流れる電流
それで R= (VS – V L ) / I
LEDのシリアル接続。
複数の LED を一度に接続したい場合は、直列に接続できます。 これによりエネルギー消費が削減され、たとえばある種の花輪のように多数のダイオードを同時に接続できるようになります。 直列に接続されているすべての LED は同じタイプである必要があります。 電源には十分な電力があり、適切な電圧が供給されている必要があります。
計算例：
赤、黄、緑のダイオード - 直列に接続する場合、少なくとも 8V の電源電圧が必要となるため、9 ボルトのバッテリーがほぼ理想的な電源になります。
V L = 2V + 2V + 2V = 6V (3 つのダイオード、それらの電圧は合計されます)。
電源電圧 VS 9V、ダイオード電流 = 0.015A の場合、
抵抗 R = (V S-VL)/I= (9 – 6) /0.015 = 200 オーム
220 オームの抵抗器を使用します (標準値に最も近い、より大きい値)。
LED の並列接続は避けてください。
1 つの抵抗を使用して複数の LED を並列接続するのは良い考えではありません...
一般に、LED にはさまざまなパラメータがあり、それぞれにわずかに異なる電圧が必要となるため、そのような接続は事実上不可能になります。 ダイオードの 1 つがより明るく光り、故障するまでより多くの電流が流れます。 この接続により、LED クリスタルの自然劣化が大幅に促進されます。 LED が並列接続されている場合、各 LED には独自の制限抵抗が必要です。
LEDの点滅
点滅する LED は通常の LED のように見えますが、集積回路が組み込まれているため、単独で点滅することができます。 LED は低周波で点滅し、通常は 1 秒あたり 2 ～ 3 回点滅します。 このような装飾品は、車の警報器、さまざまなインジケーター、または子供のおもちゃのために作られています。