บ่อยครั้งในการผลิตอุปกรณ์ต่าง ๆ จำเป็นต้องใช้ไฟ LED และไฟ LED ตามกฎแล้ว LED เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานผ่านตัวต้านทานจำกัดกระแส (ตัวต้านทานดับ) ด้านล่างนี้เป็นหลักการและสูตรในการคำนวณตัวต้านทานดับตลอดจนเครื่องคิดเลขขนาดเล็กสำหรับการคำนวณอย่างรวดเร็ว

การคำนวณตัวต้านทานดับสำหรับ LED

ก่อนอื่นเรามาดูวิธีการคำนวณความต้านทานของตัวต้านทานการดับว่ามันขึ้นอยู่กับอะไรและตัวต้านทานควรเป็นพลังงานเท่าใดในการจ่ายไฟให้กับ LED จากแหล่งพลังงาน

ข้าว. 1. แผนผังการเชื่อมต่อ LED เข้ากับแหล่งพลังงานผ่านตัวต้านทาน

ดังที่เราเห็นจากแผนภาพ กระแส (I) ไหลผ่านตัวต้านทานและ LED จากแหล่งเดียวกัน แรงดันไฟฟ้าคร่อมตัวต้านทานเท่ากับความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าจ่ายและแรงดันไฟฟ้าคร่อม LED (VS-VL) ที่นี่เราจำเป็นต้องคำนวณความต้านทานของตัวต้านทาน (R) ที่แรงดันไฟฟ้าที่ฉันจะไหลผ่านวงจร และแรงดันไฟฟ้า VL จะไหลผ่าน LED

สมมติว่าเราจะจ่ายไฟให้กับ LED จากแบตเตอรี่ แรงดันไฟฟ้า 5Vตามกฎแล้ว แรงดันไฟฟ้านี้จะใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับวงจรไมโครคอนโทรลเลอร์และอุปกรณ์ดิจิทัลอื่นๆ

มาคำนวณกัน ค่าแรงดันไฟฟ้าคร่อมตัวต้านทานดับสำหรับสิ่งนี้ เราจำเป็นต้องทราบแรงดันไฟฟ้าตกคร่อม LED ซึ่งสามารถพบได้ในหนังสืออ้างอิงสำหรับ LED เฉพาะ

ค่าแรงดันไฟฟ้าตกโดยประมาณสำหรับ LED (AL307 และค่าพลังงานต่ำอื่น ๆ ในแพ็คเกจที่คล้ายกัน):

• สีแดง - 1.8...2V;
• สีเขียวและสีเหลือง - 2...2.4V;
• สีขาวและสีน้ำเงิน - 3...3.5V

สมมุติว่าเราใช้ ไฟ LED สีฟ้า แรงดันตกคร่อมมันคือ 3V

เราคำนวณแรงดันไฟฟ้าทั่วตัวต้านทานดับ:

Udream = Upit - Ulight = 5V - 3V = 2V.

สำหรับ การคำนวณความต้านทานของตัวต้านทานการดับเราจำเป็นต้องรู้กระแสผ่าน LED สามารถดูพิกัดกระแสไฟฟ้าของ LED ประเภทใดประเภทหนึ่งได้ในหนังสืออ้างอิง ส่วนใหญ่มีน้อย ไฟ LED อันทรงพลัง(เช่น AL307) กระแสไฟที่กำหนดอยู่ในช่วง 10-25mA

สมมติว่าสำหรับ LED ของเรา จัดอันดับปัจจุบันสำหรับการเรืองแสงที่สว่างเพียงพอคือ 20mA (0.02A) ปรากฎว่าแรงดันไฟฟ้า 2V จะถูกดับทั่วทั้งตัวต้านทานและกระแสไฟฟ้า 20mA จะผ่านไป ลองทำการคำนวณโดยใช้สูตรกฎของโอห์ม:

R = U / I = 2V / 0.02A = 100 โอห์ม

ในกรณีส่วนใหญ่ตัวต้านทานกำลังไฟต่ำที่มีกำลัง 0.125-0.25 W (MLT-0.125 และ MLT-0.25) เหมาะสม หากกระแสและแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานแตกต่างกันมาก ก็จะไม่เสียหาย การคำนวณกำลังของตัวต้านทาน:

P = U * I = 2V * 0.02A = 0.04 วัตต์

ดังนั้น 0.04 W จึงน้อยกว่ากำลังไฟพิกัดอย่างชัดเจน แม้สำหรับตัวต้านทานกำลังไฟต่ำสุด MLT-0.125 (0.125 W)

มาทำการคำนวณกัน ไฟ LED สีแดง (แรงดัน 2V กระแส 15mA)

Udream = Upit - Ulight = 5V - 2V = 3V.

R = U / I = 3V / 0.015A = 200 โอห์ม

P = U * I = 3V * 0.015A = 0.045 วัตต์

เครื่องคิดเลขอย่างง่ายสำหรับการคำนวณตัวต้านทานการดับ

LED เป็นอุปกรณ์ที่ปล่อยแสงเมื่อมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน

LED สามารถปล่อยแสงได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุที่ใช้ทำอุปกรณ์ สีที่ต่างกัน. อุปกรณ์ขนาดเล็ก เชื่อถือได้ และประหยัดเหล่านี้ถูกนำมาใช้ในด้านเทคโนโลยี แสงสว่าง และการโฆษณา

LED มีลักษณะเฉพาะของแรงดันไฟฟ้าในปัจจุบันเหมือนกับไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ทั่วไป นอกจากนี้ เมื่อแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าข้าม LED เพิ่มขึ้น กระแสที่ไหลผ่านจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

ตัวอย่างเช่นสำหรับ LED สีเขียวประเภท WP710A10LGD จาก Kingbright เมื่อแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าที่ใช้เปลี่ยนจาก 1.9 V เป็น 2 V กระแสจะเปลี่ยนเป็น 5 เท่าและถึง 10 mA ดังนั้นเมื่อเชื่อมต่อ LED เข้ากับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าโดยตรง โดยที่แรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย กระแสไฟ LED จึงสามารถเพิ่มขึ้นสูงมากได้ มีความสำคัญอย่างยิ่งซึ่งจะนำไปสู่ การเผาไหม้ของ p-nการเปลี่ยนแปลงและ LED

ดำเนินการโดยใช้ตัวอักษรและตัวเลขที่คุณสามารถกำหนดได้ ลักษณะคุณภาพอุปกรณ์

ดังนั้นเมื่อ การเชื่อมต่อแบบขนานไฟ LED มักจะมีตัวต้านทานจำกัดของตัวเองเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับแต่ละอุปกรณ์ การคำนวณความต้านทานและกำลังของตัวต้านทานนั้นไม่แตกต่างจากกรณีที่พิจารณาก่อนหน้านี้

เมื่อเปิดไฟ LED แบบอนุกรม จำเป็นต้องเปิดอุปกรณ์ประเภทเดียวกัน

นอกจากนี้ต้องคำนึงว่าแรงดันไฟฟ้าต้นทางต้องไม่น้อยกว่าแรงดันไฟฟ้ารวมของ LED ทั้งกลุ่ม

การคำนวณตัวต้านทานจำกัดกระแสสำหรับ LED ในการเชื่อมต่อแบบอนุกรมจะถือว่าเหมือนเดิม ข้อยกเว้นคือ เมื่อคำนวณ แทนที่จะใช้ค่า Usv จะใช้ค่า Usv*N ในกรณีนี้ N คือจำนวนอุปกรณ์ที่เปิดอยู่

ข้อสรุป:

1. LED เป็นอุปกรณ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านเทคโนโลยี แสงสว่าง และการโฆษณา
2. เพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของ LED เนื่องจากความไวต่อการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า จึงมักใช้ตัวต้านทานแบบจำกัดสำหรับไฟ LED เหล่านั้น
3. การคำนวณค่าความต้านทานของตัวต้านทานจำกัดนั้นทำตามกฎของโอห์ม

การคำนวณตัวต้านทานสำหรับเชื่อมต่อ LED บนวิดีโอ

เนื่องจากเป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ จึงมีความโดดเด่นด้วยความไม่เชิงเส้นของคุณลักษณะแรงดันไฟฟ้าปัจจุบัน (คุณลักษณะโวลต์-แอมแปร์) การพึ่งพากระแสกับแรงดันไฟฟ้าเป็นแบบเอ็กซ์โพเนนเชียล แม้แต่แรงดันไฟจ่ายที่มากเกินไปเล็กน้อยก็อาจทำให้เกิดกระแสซึ่งอาจทำให้ LED เสียหายได้ (ต่อไปนี้จะเรียกว่า LED)

ดังนั้นเพื่อจำกัดกระแสจึงใช้ตัวต้านทานแบบเดิมเป็นบัลลาสต์ที่ทำให้หมาด ๆ การคำนวณความต้านทานที่ถูกต้องซึ่งกำหนดการทำงานของ LED และอายุการใช้งาน

เมื่อแรงดันไฟฟ้าจ่ายเกินช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งาน LED อาจไหม้ได้ หากต่ำเกินไป ไฟ LED จะเรืองแสง "ที่ความเข้มเต็มที่" หรือไม่เปิดเลย

เครื่องคำนวณความต้านทานตัวต้านทาน LED

แรงดันไฟฟ้า, V

แรงดันไฟไปข้างหน้า LED, V

กระแสไฟ LED, มิลลิแอมป์

จำนวน LED, ชิ้น

ความต้านทานที่ต้องการ, โอห์ม

เครื่องคิดเลขสามารถใช้เพื่อคำนวณค่าตัวต้านทานสำหรับหนึ่งค่าขึ้นไป LED ที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรม (!). ค่าตัวต้านทานจะถูกเลือกจากค่าที่ใกล้เคียงที่สุด มูลค่าที่มากขึ้นชุดมาตรฐาน

เมื่อคำนวณเครื่องคิดเลขที่นำเสนอจะใช้ข้อมูลเริ่มต้นเช่นจำนวน LED ในวงจรและวงจรการเชื่อมต่อตลอดจนแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้ากระแสไฟ LED และค่าของแรงดันไฟฟ้าที่จ่าย

ในการระบุแรงดันไฟฟ้าและกระแสไปข้างหน้าของ LED ในกรณีที่ไม่มีเอกสารทางเทคนิค สามารถกำหนดแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าตามสีของไดโอด (ดูตารางด้านล่าง) โปรดทราบว่าค่าแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าที่ระบุในตารางจะถูกต้องสำหรับ LED ที่ได้รับการจัดอันดับที่ 20 mA

แผนภาพการเชื่อมต่อ LED

หากต้องการเชื่อมต่อ LED หลายดวงแบบอนุกรมเข้ากับแหล่งพลังงานเพื่อจำกัดกระแส ตัวต้านทานเพียงตัวเดียวก็เพียงพอแล้วเมื่อไร การเชื่อมต่อแบบขนานเราควรหลีกเลี่ยงการใช้ตัวต้านทานดับตัวเดียว (ดูแผนภาพ)

นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าเนื่องจากความต้านทานของ LED ต่างกันเล็กน้อย ความต้านทานของ LED แต่ละตัวจึงต้องใช้ค่าแรงดันไฟฟ้าแต่ละตัวเพื่อการทำงานที่ถูกต้อง

มิฉะนั้นไฟ LED หนึ่งดวงขึ้นไปจะสว่างกว่าดวงอื่นอย่างเห็นได้ชัดซึ่งกินกระแสมากขึ้นตามลำดับซึ่งสามารถเร่งกระบวนการสลายผลึกไดโอดและความล้มเหลวอย่างรวดเร็วได้

ดังนั้นเมื่อเชื่อมต่อแบบขนาน LED แต่ละตัวควรมีตัวต้านทานจำกัดกระแสของตัวเอง

เมื่อพูดถึงการเชื่อมต่อ LED เราไม่สามารถพลาดที่จะพูดถึงการปฏิบัติตามขั้วของการเชื่อมต่อ: ตัวนำ "บวก" จะต้องเชื่อมต่อกับขั้วบวกของไดโอดและตัวนำ "ลบ" จากแหล่งพลังงานจะต้องเชื่อมต่อกับ แคโทด

แผนภาพการเชื่อมต่อ LED:

แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ:
บี

แรงดันไฟ LED ไปข้างหน้า:
บี

กระแสไฟผ่าน LED:
mA

จำนวนไฟ LED:
ชิ้น

ค่าที่แน่นอนของความต้านทานที่ต้องการ:
โอห์ม

ค่าตัวต้านทานที่ระบุที่ใกล้ที่สุดคือ:
โอห์ม

กำลังต้านทานขั้นต่ำ:
ว

การใช้พลังงานทั้งหมด:
ว

ในการกำหนดค่าตัวต้านทานจำกัดกระแสที่จำเป็นสำหรับ LED หนึ่งดวงขึ้นไป คุณจะต้องมีข้อมูลต่อไปนี้:

แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ
- แรงดันไปข้างหน้าของ LED และกระแสที่ได้รับการออกแบบ
- หมายเลขและแผนภาพการเชื่อมต่อของไฟ LED

ในกรณีที่ไม่มีข้อมูลอ้างอิง สีของแสงเรืองแสงสามารถกำหนดแรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าของ LED ได้ค่อนข้างแม่นยำโดยใช้ตาราง:

อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่เหล่านี้ส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบสำหรับกระแส 20 mA แต่มีไดโอดที่ออกแบบมาสำหรับกระแสที่สูงกว่า (150 mA หรือมากกว่า) ดังนั้นเพื่อกำหนดกระแสไฟที่ได้รับการจัดอันดับอย่างแม่นยำจึงจำเป็นต้องมีข้อมูลทางเทคนิคของแบรนด์ไดโอด

ในกรณีที่ไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับแบรนด์และ ลักษณะทางเทคนิคสำหรับ LED เราแนะนำให้ใช้กระแสไฟที่กำหนดเป็น 10 mA และแรงดันไฟไปข้างหน้าเป็น 1.5-2 V

ทางเลือกของแผนภาพการเชื่อมต่อสำหรับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ขึ้นอยู่กับ จำนวนที่ต้องการตัวต้านทานดับ ดังนั้นเมื่อเชื่อมต่อแบบอนุกรมมีสิ่งหนึ่งที่เพียงพอ: ทุกจุดค่าของกระแสที่ไหลจะเท่ากัน

เมื่อเชื่อมต่อไดโอดแบบขนาน จะไม่สามารถใช้ตัวต้านทานดับทั่วไปตัวเดียวได้ เนื่องจากไม่มีไฟ LED ที่มีลักษณะเหมือนกันโดยสิ้นเชิง เมื่อมีความต้านทานการแพร่กระจายที่แน่นอนและดังนั้นกระแสที่ใช้ไปองค์ประกอบที่มีความต้านทานต่ำกว่าจะกินกระแสไฟฟ้ามากขึ้นซึ่งอาจทำให้เกิดความล้มเหลวก่อนเวลาอันควรได้

ดังนั้นหากไฟ LED ที่เชื่อมต่อแบบขนานตัวใดตัวหนึ่งดับลง ส่วนที่เหลือเนื่องจากความต้านทานของตัวต้านทานที่ออกแบบมาสำหรับไดโอดจำนวนหนึ่งจะได้รับแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นซึ่งไม่ได้ออกแบบไว้ซึ่งในทางกลับกันจะทำให้เกิด พวกเขาล้มเหลว

ดังนั้นเมื่อเชื่อมต่อ LED แบบขนาน ขอแนะนำให้แยกความต้านทานสำหรับแต่ละองค์ประกอบ ในเครื่องคิดเลขที่นำเสนอ คำแนะนำนี้นำเข้าบัญชี.

การคำนวณทำได้โดยใช้สูตร:

R=การดับ/ILED;
การดับ = Upower – ULED

สำคัญ!ต้องแน่ใจว่าได้สังเกตขั้วที่ถูกต้องของการเชื่อมต่อ LED ขั้วบวกของแหล่งพลังงานเชื่อมต่อกับขั้วบวก (ตะกั่วที่ยาวกว่า) และขั้วลบเชื่อมต่อกับขั้วลบ (มีลักษณะการตัดที่หลอดไฟไดโอดที่ด้านข้าง)

วันนี้เราจะเริ่มต้นด้วยการศึกษาองค์ประกอบใหม่ ซึ่งก็คือ LED ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับ LED จะถูกรวบรวมในบทความแยกต่างหาก

โดยทั่วไป LED จะมี 2 ขั้ว: ขั้วยาว (แอโนด) เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟบวก ขั้วสั้น (แคโทด) เชื่อมต่อกับขั้วลบ LED ที่เชื่อมต่อในทางกลับกันจะไม่สว่างขึ้น และยิ่งไปกว่านั้น หากเกินแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ไฟนั้นอาจจะไหม้ได้

คุณควรเริ่มต้นที่ไหนเมื่อทำงานกับ LED? จากการรับชม พารามิเตอร์ทางเทคนิคไปยัง LED เฉพาะ! บางครั้งสามารถรับข้อมูลที่เราต้องการได้เมื่อซื้อสินค้าในร้านค้า เราต้องรู้อะไรบ้าง? สิ่งที่เรากำลังมองหาคือกระแสไปข้างหน้าและแรงดันไปข้างหน้า

สำหรับ LED สิ่งสำคัญคือกระแสไฟที่เลือกอย่างถูกต้อง เนื่องจากส่งผลโดยตรงต่ออายุการใช้งานของ LED ดังนั้นเราจึงกล่าวว่า LED เป็นองค์ประกอบที่ขับเคลื่อนโดยบางสิ่งบางอย่าง com (ไม่ตึงเครียด!)

เมื่อตรวจสอบเอกสารข้อมูลสำหรับไฟ LED สีเดียวขนาด 5 มม. นี่คือสิ่งที่ค้นพบ:

• ไฟ LED สีแดง: 20 mA / 2.1 V
• ไฟ LED สีเขียว: 20 mA / 2.2 V
• ไฟ LED สีเหลือง: 20 mA / 2.2 V
• ไฟ LED สีส้ม: 25 mA / 2.1 V
• สีฟ้า ตัวบ่งชี้ที่นำ: 20 มิลลิแอมป์ / 3.2 โวลต์
• ไฟ LED สีขาว: 25 mA / 3.4 V

(พารามิเตอร์ LED อาจแตกต่างกันเล็กน้อยขึ้นอยู่กับอินสแตนซ์และผู้ผลิต LED)

แหล่งพลังงานของเราเช่นเดียวกับแบบฝึกหัดก่อนหน้านี้คือคาสเซ็ตแบตเตอรี่ 4 ก้อน ซึ่งให้แรงดันไฟฟ้าประมาณ 6 โวลต์ ตอนนี้คำถามเกิดขึ้น: วิธีเลือกตัวต้านทานเพื่อจำกัดกระแสของ LED สีแดงที่เชื่อมต่อตามแผนภาพต่อไปนี้:

แบตเตอรี่ของเรามีแรงดันไฟฟ้าประมาณ 6 โวลต์ LED สีแดงต้องใช้กระแสประมาณ 20mA นอกจากนี้ คุณต้องคำนึงถึงแรงดันตกคร่อม LED นี้ด้วย เช่น 2.1 โวลต์:

คุณ R1 = คุณ B1 – คุณ D1

คุณ R1 = 6V – 2.1V

ตอนนี้ก็เพียงพอแล้วที่จะแทนที่ข้อมูลของเราลงในสูตร:

R1 = 3.9V / 20mA

R1 = 3.9V / 0.02A

แบบนี้ ด้วยวิธีง่ายๆเราคำนวณความต้านทานของตัวต้านทาน R1 สำหรับ LED สีแดงซึ่งควรมีความต้านทานอย่างน้อย 195 โอห์ม แต่คุณไม่สามารถหานิกายดังกล่าวได้! จะทำอย่างไรในกรณีนี้? จำเป็นต้องใช้ตัวต้านทานที่มีขนาดใหญ่กว่า แต่มีความต้านทานใกล้เคียงที่สุด

ตัวต้านทานที่ใกล้เคียงที่สุดในอนุกรมของตัวต้านทานที่ระบุคือตัวต้านทานที่มีความต้านทาน 200 โอห์ม และนี่คือสิ่งที่เราควรใช้ในวงจรของเรา ทำไม แน่นอนว่าไม่มีอะไรขัดขวางเราไม่ให้ใช้ตัวต้านทานที่มีความต้านทานสูงกว่าเช่น 470 โอห์ม 2.2 kOhm... แต่สิ่งนี้จะส่งผลต่อการเรืองแสงของ LED ของเราอย่างไร? มาตรวจสอบกัน!

แน่นอนว่าสิ่งนี้ไม่ได้สังเกตเห็นได้ชัดในภาพถ่าย แต่ LED ส่องสว่างมากด้วยตัวต้านทาน 200 โอห์ม แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเราเปลี่ยนตัวต้านทานด้วยตัวต้านทานตัวอื่นที่มีความต้านทานสูงกว่าเช่น 470 โอห์ม? ไฟ LED ยังคงเปิดอยู่ ต่อไปเราจะเพิ่มความต้านทานอย่างต่อเนื่อง: 2.2 kOhm, 3.9 kOhm, 4.7 kOhm... โปรดทราบว่าเมื่อความต้านทานของตัวต้านทานเพิ่มขึ้น LED จะส่องสว่างน้อยลงเรื่อยๆ จนกระทั่งในที่สุดมันก็หยุดเรืองแสงโดยสิ้นเชิง

หมายเหตุอีกประการหนึ่งในเรื่องนี้คือ จำเป็นต้องใช้ตัวต้านทานที่มีขนาดใหญ่กว่าที่การคำนวณระบุเล็กน้อย (เช่น 210 โอห์ม แทนที่จะเป็น 200 โอห์ม) ทำไม คุณอาจสังเกตเห็นว่าเราใช้แรงดันไฟฟ้าปกติของแบตเตอรี่ในการคำนวณ แต่ในความเป็นจริง แบตเตอรี่ใหม่จะให้พลังงานมากกว่านั้น ไฟฟ้าแรงสูงดังนั้นความต้านทานของตัวต้านทานจึงอาจไม่เพียงพอ กระแสไฟบน LED จะสูงเกินความจำเป็นซึ่งจะส่งผลต่ออายุการใช้งานในที่สุด

อีกตัวอย่างหนึ่งจากชีวิต (หรือมากกว่าจาก คำถามที่พบบ่อย). จะเลือกตัวต้านทานสำหรับวงจร (ในรถยนต์) ได้อย่างไรโดยเชื่อมต่อไฟ LED สีแดงสองดวงเป็นอนุกรม (กระแสไปข้างหน้า 20 mA, แรงดันไปข้างหน้า 2.1 V)

เราคำนวณค่าความต้านทานของตัวต้านทาน R1 ในลักษณะเดียวกับในตัวอย่างข้างต้น โดยมีความแตกต่างเพียงอย่างเดียวจากแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายออนบอร์ดของยานพาหนะ (14V) จำเป็นต้องลบแรงดันไฟฟ้าที่ตกบนทั้งไดโอด D1 และ ง2:

คุณ R1 = U E1 – U D1 – U D2

คุณ R1 = 14V – 2.1V – 2.1V

ตอนนี้เรามาเสียบข้อมูลลงในสูตร:

R1 = 9.8V / 20mA

R1 = 9.8V / 0.02A

ตัวต้านทาน R1 ซึ่งมีไฟ LED สีแดงสองดวงต่ออนุกรมกัน ต้องมีความต้านทานอย่างน้อย 490 โอห์ม ตัวที่ใกล้เคียงที่สุดในซีรีย์คือตัวต้านทาน 510 โอห์ม หากคุณไม่มีตัวต้านทาน 510 โอห์ม โปรดจำไว้ว่าคุณสามารถเชื่อมต่อตัวต้านทานหลายตัวแบบอนุกรมได้ เช่น ตัวต้านทาน 5 100 โอห์ม

เราสามารถเชื่อมต่อ LED อีก 5 ดวงเป็นอนุกรมในวงจรนี้ได้หรือไม่? เลขที่! มีแรงดันไฟฟ้าตกคร่อม LED ที่เชื่อมต่อแต่ละดวง กล่าวคือ แต่ละดวงจะดึงแรงดันไฟฟ้าจำนวนหนึ่ง เช่น LED สีแดงแต่ละดวงต้องใช้ไฟ 2.1 โวลต์ คำนวณได้ง่ายว่าแบตเตอรี่ของเราไม่สามารถให้แรงดันไฟฟ้าดังกล่าวได้:

14V< 2,1В + 2,1В + 2,1В + 2,1В + 2,1В+ 2,1В + 2,1В

14V< 14,7В

ตัวอย่างข้างต้นเกี่ยวข้องกับวงจรที่ติดตั้งในรถยนต์ซึ่งมีแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าอยู่ที่ 14V

ตัวอย่างต่อไปนี้จะจัดการกับการเชื่อมต่อแบบขนานของ LED ดังแสดงในรูปต่อไปนี้:

คราวนี้สมมติว่า LED เป็น D1 สีแดง (กระแสไปข้างหน้า 20 mA, แรงดันไปข้างหน้าประมาณ 2.1 V) และ LED D2 มี สีขาว(กระแสไปข้างหน้า 25 mA, แรงดันไปข้างหน้า 3.4 V)

จากกฎข้อแรกของ Kirchhoff เรารู้ว่า:

ผม = 20mA + 25mA

เมื่อเชื่อมต่อ LED แบบขนานกับแหล่งจ่ายไฟ โปรดจำไว้ว่า LED แต่ละตัวจะต้องมีตัวต้านทานของตัวเอง! ทีนี้ลองคำนวณแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานแต่ละตัว:

คุณ 1 = U B 1 – U D 1

คุณ R1 = 6V – 2.1V

คุณ 2 = U B 1 – U D 2

คุณ R2 = 6V – 3.4V

เรารู้กระแสและแรงดัน มาคำนวณความต้านทานกันดีกว่า:

R1 = คุณ R 1 / ผม 1

R1 = 3.9V / 20mA

R1 = 3.9V / 0.02A

R2 = 2.6V / 25mA

R2 = 2.6V / 0.025A

ตัวต้านทาน R1 ต้องมีความต้านทานอย่างน้อย 195 โอห์ม (ตัวต้านทานที่ใกล้ที่สุดในอนุกรมคือ 200 โอห์ม) และตัวต้านทาน R2 ต้องมีความต้านทานอย่างน้อย 104 โอห์ม (ตัวต้านทานที่ใกล้ที่สุดในซีรีย์คือ 120 โอห์ม)

วิธีที่ดีที่สุดในการเชื่อมต่อ LED คืออะไร: แบบอนุกรมหรือแบบขนาน? คำตอบนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย เพราะทั้งสองตัวเลือกมีข้อดีและข้อเสีย:

ประเภทของการเชื่อมต่อ LED
ตามลำดับ	ขนาน
อันเดียวก็เพียงพอสำหรับไฟ LED ทั้งหมด ตัวต้านทาน	LED แต่ละตัวจะต้องมีตัวต้านทานของตัวเอง
ความเสียหายต่อ LED หนึ่งดวงนำไปสู่ ปิดห่วงโซ่ LED ทั้งหมด	หากไฟ LED หนึ่งดวงหรือมากกว่าเสียหาย ไฟ LED ที่เหลือจะสว่างขึ้น
ค่าปัจจุบันต่ำ	กระแสในวงจรจะเพิ่มขึ้นตามแต่ละ LED ที่ตามมา (กระแส แต่ละสาขาจะถูกสรุป)
ต้องการแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟที่สูงขึ้น โดยคำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมด้วย ไฟ LED แต่ละตัว	แรงดันไฟฟ้าในวงจรสามารถเป็นได้ ต่ำ

ในตอนท้ายของบทเรียน เราจะดูประเภทอื่นที่ได้รับความนิยม – LED กำลังสูง ขอบคุณพวกเขาที่เราได้ แสงสว่าง. ตัวอย่างเช่น มีการใช้ LED กำลังสูงในรถยนต์ ดังนั้นตัวอย่างต่อไปนี้จะจัดการกับปัญหาในการติดตั้ง LED กำลังสูงในรถยนต์โดยเฉพาะ

แรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายรถยนต์คือ 14 โวลต์ LED กำลังสูงมีกระแสไปข้างหน้า 350 mA และแรงดันไฟฟ้าตก 3.3 โวลต์ มาคำนวณความต้านทานของ LED ที่ทรงพลังดังที่เราทำข้างต้น:

คุณ R1 = คุณ E1 – คุณ D1

คุณ R1 = 14V – 3.3V

R1 = คุณ R1 / ผม
R1 = 10.7V / 350mA
R1 = 31 โอห์ม

สำหรับตัวอย่างของเรา เราต้องเลือกตัวต้านทานอย่างน้อย 31 โอห์ม ปัญหาคือ LED กำลังสูงตามชื่อบ่งบอกว่ามีกำลังไฟจำนวนมากและตัวต้านทานปกติยังไม่เพียงพอ นอกเหนือจากความต้านทานที่เหมาะสมแล้ว ตัวต้านทานของเราจะต้องมีกำลังไฟพิกัดที่เหมาะสม เช่น กำลังไฟที่อนุญาตซึ่งถูกปล่อยออกมาผ่านตัวต้านทานระหว่างการทำงาน

โปรดจำไว้ว่างานหลักของตัวต้านทานคือการต้านทานกระแสไฟฟ้า ความต้านทานจะทำให้เกิดความร้อนในระดับหนึ่งเสมอ พลังงานมากเกินไปอาจทำให้ตัวต้านทานเสียหายได้
กำลังคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

พี = 10.7V x 350mA

กำลังไฟพิกัดของตัวต้านทานของเราคืออย่างน้อย 3.7 W ด้วยเหตุนี้ตัวต้านทานมาตรฐาน 0.25W ของเราจึงไหม้อย่างรวดเร็ว ในตัวอย่างข้างต้นต้องใช้ตัวต้านทาน 5 W แต่ ทางออกที่ดีที่สุดโดยใช้ตัวต้านทาน 5 W หลายตัวต่อแบบอนุกรมหรือขนาน ทำไม เหตุผลก็คือตัวต้านทานกระจายความร้อนได้ไม่ดีนัก (หากเพียงเพราะรูปร่างของมัน) และการใช้ตัวต้านทานหลายตัวพร้อมกันจะเพิ่มพื้นที่ผิวทั้งหมดที่ความร้อนถูกถ่ายเท

เมื่อเลือกตัวต้านทานสำหรับ LED กำลังสูง จำเป็นต้องคำนึงถึงอุณหภูมิของ LED ที่เพิ่มขึ้นอย่างมากด้วยซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของกระแสไปข้างหน้า ดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าที่จะใช้ตัวต้านทานที่มีความต้านทานสูงกว่าซึ่งจะทำให้การทำงานของ LED มีความเสถียรเมื่อกระแสไปข้างหน้าเพิ่มขึ้นเนื่องจากความร้อนระหว่างการทำงาน

แต่ในทางปฏิบัติ กระแสไฟฟ้าจะถูกนำมาใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับ LED กำลังสูง ซึ่งจะกล่าวถึงในบทต่อๆ ไป

กฎทั่วไปในการเลือกตัวต้านทานสำหรับ LED คือการใช้ความต้านทานสูงกว่าที่คำนวณไว้เล็กน้อย เป็นการดีกว่าที่จะวัดกระแสไปข้างหน้าและแรงดันตกที่ไหลผ่าน LED ด้วยมัลติมิเตอร์เพื่อคำนึงถึงพารามิเตอร์ที่แท้จริงของ LED หนึ่ง ๆ ในการคำนวณ