LED 限流電阻計算機
LED 需要串聯一顆電阻來限制電流。輸入電源電壓、LED 的順向電壓和電流,以及串聯的 LED 顆數,就能得到精確的電阻值、該買的下一個標準阻值,以及它需要的額定功率。
- 往上的標準阻值(E12)
- 150 Ω
- 用這顆電阻時的 LED 電流
- 20 mA
- 電阻消耗的功率
- 60 mW
- 該買的電阻額定功率
- 1/8 W
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公式
電阻 =(電源電壓 − 順向電壓 × LED 顆數)÷ LED 電流
電阻消耗的功率 =(電阻兩端的電壓)² ÷ 電阻值
選用額定功率至少為這個功率兩倍的電阻
使用方式
- 輸入電源電壓。
- 依規格書輸入 LED 的順向電壓和電流(mA)。
- 輸入有幾顆相同的 LED 串聯。
- 購買顯示的標準阻值,額定功率選顯示的數字或更高。
計算範例
紅光 LED(2 V、20 mA)接 5 V:(5 − 2)÷ 0.02 = 150 Ω
- 需要的電阻
- 150 Ω
- 往上的標準阻值(E12)
- 150 Ω
- 用這顆電阻時的 LED 電流
- 20 mA
- 電阻消耗的功率
- 60 mW
- 該買的電阻額定功率
- 1/8 W
白光 LED(3.2 V、20 mA)接 9 V:290 Ω,所以用 330 Ω
- 需要的電阻
- 290 Ω
- 往上的標準阻值(E12)
- 330 Ω
- 用這顆電阻時的 LED 電流
- 17.58 mA
- 電阻消耗的功率
- 101.9 mW
- 該買的電阻額定功率
- 1/4 W
三顆白光 LED 串聯接 12 V:(12 − 9.6)÷ 0.02 = 120 Ω
- 需要的電阻
- 120 Ω
- 往上的標準阻值(E12)
- 120 Ω
- 用這顆電阻時的 LED 電流
- 20 mA
- 電阻消耗的功率
- 48 mW
- 該買的電阻額定功率
- 1/8 W
常見的順向電壓
紅光、橘光和黃光 LED 的壓降大約是 1.8–2.2 V。綠光的差異較大,從舊型的約 2 V 到高亮度「純綠」的 3 V 以上。藍光和白光約 3.0–3.4 V。標準 5 mm 指示燈 LED 的額定上限通常是 20 mA,5–10 mA 就相當亮了。請務必查你那顆零件的規格書。
為什麼要往上取
電阻只有標準阻值;E12 系列是 10、12、15、18、22、27、33、39、47、56、68、82,以及它們的十倍數。選比計算值高一級的阻值,電流會略小一點,這是比較安全的方向。結果會顯示你實際得到的電流。
串聯與並聯
串聯的 LED 共用一顆電阻、流過相同的電流,但它們的順向電壓會相加,總和必須小於電源電壓。如果結果是空的,表示電源電壓不夠供應那麼多顆 LED。不要把多顆 LED 並聯後只接一顆電阻——它們之間的微小差異會讓電流分配不均;每一條並聯支路都要有自己的電阻。
常見問題
LED 接 5 V 要用多大的電阻?
紅光 LED、2 V、20 mA:(5 − 2)÷ 0.02 = 150 Ω。白光 LED、3.2 V:90 Ω,所以用 100 Ω。
LED 接 12 V 要用多大的電阻?
一顆白光 LED、3.2 V、20 mA:(12 − 3.2)÷ 0.02 = 440 Ω,所以用 470 Ω、½ W 的電阻。三顆串聯只需要 120 Ω。
不接電阻會怎樣?
LED 的電流會隨電壓急遽上升,所以直接接到高於順向電壓的電源,會流過遠遠過大的電流,通常會把它燒毀。