LED diody (LED) jsou oblíbeným a energeticky účinným zdrojem světla, který se aktivně používá v různých spotřebičích a elektronických zařízeních. Pro jejich úspěšný provoz je však nutné zvolit správný odpor pro omezení proudu procházejícího LED.
Jedním z důležitých parametrů LED je "pokles napětí", tedy minimální napětí potřebné pro jeho provoz. Hodnota poklesu napětí závisí na typu LED a může se pohybovat mezi 1,8 a 3,6 volty. Pokud napětí v obvodu překročí pokles napětí LED, může selhat. Pro ochranu LED je proto nutné správně vypočítat odpor, který omezí proud a zajistí správnou funkci LED.
Pokles napětí na rezistoru lze vypočítat pomocí Ohmova zákona. K tomu je třeba znát hodnotu proudu, který má být dodáván přes led, a pokles napětí na samotné LED. Poté můžete použít vzorec:
V = I × R
kde V - pokles napětí na rezistoru, I - proud procházející LED, R - odpor rezistoru.
Při znalosti hodnoty poklesu napětí LED a požadovaného proudu lze vypočítat požadovaný odpor odporu rezistoru. Výsledná hodnota odporu by měla být zaokrouhlena na nejbližší standardní hodnotu.
Jak vypočítat pokles napětí
Při výběru odporu pro LED je důležité vzít v úvahu pokles napětí na led a hodnoty napětí napájecího zdroje. Pokles napětí na led závisí na jeho barvě a typu, stejně jako na zvoleném proudu pro provoz LED.
K výpočtu poklesu napětí na rezistoru lze použít Ohmův zákon, který tvrdí, že napětí na rezistoru je přímo úměrné proudu, který jím prochází, a jeho odporu:
U = I * R
kde U - pokles napětí na rezistoru, I - proud procházející odporem, R - odpor rezistoru.
Pro výpočet odporu rezistoru lze použít následující vzorec:
R = (USV-Uist) / Iust
kde USV - pokles napětí na led, Uist - napětí napájecího zdroje, Iust - vybraný proud pro provoz LED.
Pro výpočet poklesu napětí na rezistoru při jeho výběru pro LED je tedy nutné znát pokles napětí na led, hodnotu napětí napájecího zdroje a vybraný proud pro provoz LED. Z těchto údajů lze vypočítat potřebný odpor rezistoru pomocí Ohmova zákona.
Pokles napětí při výběru odporu pro LED
Pro výpočet požadované hodnoty odporu určíme rozdíl napětí mezi napájecím zdrojem a LED. Řekněme například, že máme červenou LED (s poklesem napětí 1,8 V) A 5V napájecí zdroj.
| Napájení (5V) | LED (1,8 V) | Rezistor | |
|---|---|---|---|
| Napětí | 5 v | 1,8 V | 3,2 V |
Pro výpočet hodnoty odporu použijeme Ohmův zákon: odpor se rovná napětí dělenému proudem. V tomto případě se proud rovná poklesu napětí na led děleném odporem. Hodnoty odporu rezistoru lze tedy vypočítat podle vzorce:
Odpor (ohm) = (napětí (v) - Pokles napětí na led (v)) / Proud (a).
V tomto příkladu, za předpokladu, že požadovaný proud přes led je 20 mA (0,02 a), lze hodnotu odporu vypočítat následovně:
Odpor (Ohm) = (5V - 1,8 V) / 0,02 A = 160 Ohmů.
Pro tento příklad se proto doporučuje použít rezistor s nominální hodnotou 160 ohmů. Ve skutečnosti však nejbližší dostupná standardní hodnota rezistoru bude 150 ohmů nebo 180 ohmů, což bude také přijatelné.
Výpočet poklesu napětí
Při výběru odporu pro LED je nutné vypočítat pokles napětí na rezistoru, aby led fungovala s požadovaným jasem a bezpečným proudem. Určení požadovaného odporu je spojeno s použitím Ohmova zákona a znalostí vlastností LED.
Nejprve je nutné určit požadovaný proud procházející LED diodou. To lze zjistit z datashitu LED nebo jiných zdrojů informací. Označíme ho jako I.D.
Dále najdeme napětí, které je třeba resetovat na rezistoru. LED diody mají obvykle určitý pokles napětí, který je také uveden v datashitu nebo lze nalézt v jiných zdrojích. Označíme ho jako V.F.
Nyní můžeme použít Ohmův zákon k výpočtu hodnoty odporu. Vzorec pro výpočet odporu je spojen s rozdílem vstupního a výstupního napětí, které se v tomto případě rovná napájecímu napětí a poklesu napětí na led.
Vypočítáme odpor podle následujícího vzorce:
Kde R je hodnota odporu v ohmech, Vin - napájecí napětí.
Výsledná hodnota odporu by měla být zaokrouhlena na nejbližší standardní hodnotu. Odpor omicu lze nalézt v tabulkách dostupných standardních hodnot odporů.
Je důležité poznamenat, že pro přesnější výpočet poklesu napětí a výběru rezistoru lze vzít v úvahu odpor spojovacích vodičů a kolíků. Pro jednoduché aplikace to však obvykle stačí.
Jak vybrat správný odpor pro LED
Při používání LED diod v elektronických obvodech je nutné zvolit správný odpor, aby se zabránilo poškození led a zachovala se jeho životnost. Jedním z důležitých parametrů, které je třeba vzít v úvahu při výběru rezistoru, je pokles napětí.
Pokles napětí je rozdíl mezi napájecím napětím a napětím LED. Velikost poklesu napětí je určena typem led a barvou jeho záře. Například pro červenou LED je typický pokles napětí přibližně 2 V A pro modrou LED asi 3 v.
Chcete-li zjistit optimální hodnotu rezistoru, musíte použít vzorec:
| Formule | Popis |
|---|---|
| R = (Vnapájení - VLED dioda) / I | Stanovení hodnoty rezistoru |
- R-hodnota rezistoru
- Vnapájení - napájecí napětí
- VLED dioda - pokles napětí na led
- I-proud procházející LED (tato hodnota je obvykle uvedena v dokumentaci k LED)
Po stanovení hodnoty rezistoru se doporučuje vybrat nejbližší standardní hodnotu z řady odporů E12, E24 nebo E48. Je také třeba vzít v úvahu výkon rezistoru, aby se nepřehříval a neztrácel své vlastnosti.
Všimněte si, že při práci s více LED diodami zapojenými do série lze použít společný odpor pro všechny led, ale je třeba vzít v úvahu celkový proud všech led a vybrat rezistor s ohledem na tuto hodnotu.
Výběr odporu pro LED
Když je led připojena k napájecímu zdroji přes odpor, je nutné správně vypočítat hodnotu rezistoru, aby nedošlo k poškození led a zajistilo jeho optimální provoz.
Prvním krokem pro výběr rezistoru je stanovení požadovaného napětí na led. Každá LED má určité provozní napětí, které je třeba vzít v úvahu při výpočtu. Tato hodnota je obvykle uvedena v technických specifikacích LED.
Dále je nutné určit maximální proud,který může protékat LED. Tato hodnota je také uvedena v technických specifikacích a obvykle je několik miliampérů (ma).
Samotná hodnota rezistoru se vypočítá podle vzorce:
R = (Vsupply - VLED) / I
- R - význam rezistoru v omahách;
- Vsupply - napětí napájecího zdroje;
- VLED - pracovní napětí LED;
- I - maximální proud LED.
Výsledná hodnota odporu je zaokrouhlena na nejbližší standardní hodnotu, která je k dispozici na trhu. Dokonale zvolený odpor pomůže dosáhnout požadovaného jasu LED a zvýší jeho životnost.
Je třeba poznamenat, že pokles napětí na rezistoru může být doprovázen jeho zahříváním, proto je vhodné zvolit rezistor s rezervou výkonu.
Je důležité si uvědomit, že uvedený vzorec je obecný a v některých případech může být nutné provést další analýzu specifikací led a napájecího zdroje pro přesnější výběr rezistoru.