LED限流电阻的正确公式?

电器工程 引领 反抗 限流
2022-01-18 06:45:08

我正在尝试找出在 LED 电路中使用的电阻值。我用来做这件事的等式是:

R=VccVfIf

看起来合乎逻辑,并且完全有道理。问题的答案如何计算简单 LED 电路的电阻值?也确认这一点。

我有以下 LED:

  • Vf=3.3V
  • Iftyp=20mA

使用 5V 电源:

  • Vcc=5V

将这些代入上述等式给出:

R=VccVfIf=5V3.3V20mA=85Ω

到目前为止一切都很好。

但是,如果我使用http://led.linear1.org/1led.wiz上的计算器,我会得到100Ω如果我在手机上使用 ElectroDroid 应用程序,我会得到85Ω

所以,我假设线性 1 计算器使用不同的方法来计算这个电阻值;有更好的方法吗?

2个回答

你的计算是正确的。linear1向上舍入到下一个E12 值,恰好是 100Ω. 最接近的 E12 值为 82Ω,这仍然是安全的,因为即使电流会更高,差异也会很小,在 E12 系列的 10% 公差范围内。

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纯粹主义者可能会说我在这里偷工减料。Russell 对迭代解决方案有一个很长的答案,而其他人则抱怨(嘿,没有冒犯!)关于四舍五入更安全。我的回答是务实的;没有专业的设计工程师可以花费 15 分钟来计算经典彩色 LED 的电阻。如果您保持远低于最大允许电流,您将有足够的净空来允许进行一些舍入,并且舍入后的值在亮度上不会很明显。无论如何,对于大多数 LED,感知亮度不会增加太多,通常高于 20mA。

您的公式是正确的,但要正确执行,您需要迭代结果(或使用简单的图形加载线方法 - 见最后)。
这是因为 LED 正向压降与电流呈非线性关系(或电流与正向压降呈非线性关系。在许多情况下这种影响并不显着,但在某些情况下会导致误差为 2:1 或更多的结果.

如果串联电阻器有足够的“净空”电压 - Vcc 和 Vf 之间的差异 - 原始结果可能足够接近以进行校正,因此无关紧要。但是,如果裕量电压相对于 Vf 很小,LED Vf 随电流的变化将改变裕量,这将改变电流,这将改变 Vf,这将......。这确实发生在现实世界的情况下。

对于白光 LED,Vf 通常在 2.9V 至 4V 范围内,直到最近,更典型的值为 3.3 - 3.8V,在更现代的更高效率 LED 中为 3.0 - 3.3V。在严肃的生产应用中,Vf 将在“bins”中提供,因此在给定电流下可以保证在大约 +/- 0.1V 范围内。在零售业中,您可能会从每一个箱子中获得样品,并且 Vf 可能是例如一个 LED 的 3.3V 和另一个标称相同的 LED 的 3.6V。

如果从 5V 运行,则余量将分别为 1.7V 和 1.4V,电流变化约为 (1.7-1.4)/1.7 =~18%。再加上 Vf 与上述电流的轻微变化,以及“相同”LED 之间可能导致 If 20% 的变化。在大多数情况下,这不会产生丝毫实际差异。光输出与电流大致成正比——光输出的 20% 变化除了最熟练或最有经验的观察者外,其他所有人都无法用肉眼检测到。

如果这是一个 5 瓦功率的 LED,那么 LED 功耗的差异可能是 1 瓦,这可能会影响工作温度和使用寿命。

所有这些都导致建议在“严重”应用中,如果您关心真正的工作电流,则应从恒流源驱动 LED。在“指示器”角色或低水平照明应用中,这可能无关紧要。在大功率应用或 LED 寿命很重要的情况下,恒流驱动是必不可少的。


SH 正确评论:

经典的非迭代方法是采用 LED 的特性曲线并在其上绘制一条负载线,使其在用户所需的操作点与曲线相交。斜率告诉你阻力。在没有袖珍计算器的真空管时代,人们一直这样做。

这是一种快速简便的方法,可产生相同的最终结果。 维基百科

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简单实用的负载线教程在这里

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