ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์

เครื่องคำนวณตัวต้านทาน LED

หาค่าตัวต้านทานมาตรฐานสำหรับ LED หนึ่งดวงหรือหลายดวงต่ออนุกรม พร้อมประมาณกระแสและกำลังสูญเสีย

ค่าที่ป้อน

ผลลัพธ์

ตัวต้านทานที่แนะนำ: —

กระแสโดยประมาณ: —

ความต้านทานอุดมคติ: —

กำลังสูญเสียในตัวต้านทาน: —

พิกัดกำลังที่แนะนำ: —

กำลังจากแหล่งจ่าย: —

สูตรR = (Vs − n × Vf) / I

พิกัดกำลังอย่างน้อยสองเท่าของกำลังสูญเสียที่คำนวณได้ ให้ลดพิกัดตามอุณหภูมิที่ผู้ผลิตกำหนด

เลือกตัวต้านทานอนุกรมสำหรับชุด LED

ประมาณตัวต้านทานจำกัดกระแสสำหรับ LED ที่เหมือนกันและต่อเป็นชุดอนุกรมเดียวกับแหล่งจ่ายกระแสตรงคงที่ เครื่องมือคำนวณความต้านทานอุดมคติ ปัดขึ้นตามอนุกรมค่ามาตรฐานที่เลือก และประมาณกระแสกับกำลังสูญเสีย โดยสมมติว่าแรงดันเดินหน้าต่อ LED คงที่ ไม่จำลองการเปลี่ยนอุณหภูมิ ความคลาดเคลื่อน หรือวงจรขับกระแสคงที่

ขั้นตอนการใช้งาน

ป้อนแรงดันแหล่งจ่ายกระแสตรงและแรงดันเดินหน้าของ LED หนึ่งตัวที่กระแสใช้งานที่ต้องการ ป้อนจำนวน LED ที่เหมือนกันและต่ออนุกรม
ป้อนกระแสเป้าหมายในหน่วย mA และเลือก E12, E24 หรือ E96 สำหรับค่าตัวต้านทาน ตรวจสอบว่าแรงดันแหล่งจ่ายสูงกว่าผลรวมแรงดันเดินหน้าของ LED
ตรวจสอบความต้านทานที่แนะนำ กระแสจริงที่ประมาณได้ กำลังสูญเสียในตัวต้านทาน และพิกัดกำลังที่เสนอ เปรียบเทียบค่าเหล่านี้กับข้อมูลจำเพาะจริงของ LED และตัวต้านทานก่อนพิมพ์การคำนวณ

การตั้งค่าและข้อจำกัด

จำนวนที่ต่ออนุกรมและแรงดันส่วนเหลือ: แรงดันคร่อมตัวต้านทานคือ Vs − n × Vf โดย n คือจำนวน LED แรงดันส่วนเหลือต้องเป็นบวก มิฉะนั้นแบบจำลองนี้ไม่สามารถให้กระแสที่ต้องการด้วยตัวต้านทานอนุกรมค่าบวกได้ จำนวนนี้หมายถึงชุดอนุกรมหนึ่งชุด ไม่ใช่แขนงขนาน
ความต้านทานมาตรฐาน: ความต้านทานอุดมคติคือ R = (Vs − n × Vf) / I เครื่องมือเลือกค่าแรกในอนุกรมที่เลือกซึ่งไม่น้อยกว่าค่านี้ จากนั้นคำนวณกระแสประมาณใหม่โดยใช้ค่าที่แนะนำ กระแสจึงอาจต่ำกว่าเป้าหมาย
การประมาณกำลัง: กำลังสูญเสียในตัวต้านทานคือ PR = I² × R ที่กระแสประมาณ พิกัดที่เสนอเลือกจากรายการที่กำหนดไว้ให้ไม่น้อยกว่าสองเท่าของกำลังสูญเสียที่คำนวณ หรือใช้ค่ากำลังสูญเสียสองเท่าเมื่อเกินรายการนั้น ส่วนเผื่อนี้เป็นกฎการคำนวณ ต้องตรวจสอบขีดจำกัดทางความร้อนและการลดพิกัดของชิ้นส่วนแยกต่างหาก

ตัวอย่างการใช้งาน

ป้อนแหล่งจ่าย 12 V, LED อนุกรมสามตัวที่มีแรงดันเดินหน้า 2 V ต่อตัว กระแสเป้าหมาย 20 mA และค่าความต้านทาน E12 แรงดันคร่อมตัวต้านทานคือ 6 V จึงได้ค่าอุดมคติ 300 Ω

ผลลัพธ์ที่คาดหวัง
R	R (E12)	I	PR	Pmax
300 Ω	330 Ω	18.1818 mA	109.091 mW	0.25 W

ค่า E12 ที่แนะนำคือ 330 Ω กระแสประมาณคือ 18.1818 mA และกำลังสูญเสียในตัวต้านทานประมาณ 109.091 mW พิกัดกำลังที่เสนอคือ 0.25 W ซึ่งสูงกว่าสองเท่าของกำลังสูญเสียที่คำนวณ

คำถามและการแก้ปัญหา

ใช้ตัวต้านทานตัวเดียวสำหรับชุด LED ที่ต่อขนานได้หรือไม่?

การคำนวณครอบคลุมทางเดินกระแสอนุกรมหนึ่งทาง และไม่จำลองการแบ่งกระแสระหว่างชุดขนาน คำนวณแต่ละแขนงอนุกรมแยกกัน เครื่องมือไม่สามารถทำนายการแบ่งกระแสจากจำนวนที่ต่ออนุกรมเพียงอย่างเดียว

ทำไมกระแสจริงต่ำกว่าเป้าหมาย?

การเลือกค่ามาตรฐานปัดความต้านทานขึ้น เมื่อแหล่งจ่ายและแรงดันเดินหน้าที่สมมติเท่าเดิม ตัวต้านทานที่มีค่ามากขึ้นให้กระแสลดลง เปลี่ยนอนุกรมค่ามาตรฐานเพื่อเปรียบเทียบขั้นความต้านทานที่มีให้เลือก

ทำไมผลลัพธ์ว่างหรือแสดงข้อผิดพลาดแรงดันส่วนเหลือ?

ตรวจสอบว่าแรงดันแหล่งจ่าย แรงดันเดินหน้า และกระแสเป้าหมายเป็นบวก และจำนวน LED เป็นจำนวนเต็มที่ถูกต้อง หากแรงดันแหล่งจ่ายเท่ากับหรือต่ำกว่าผลรวมแรงดันเดินหน้า จะไม่มีแรงดันส่วนเหลือเป็นบวก แก้ไขสมมติฐานแทนการป้อนตัวต้านทานค่าลบ