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如何为 LED 选择电阻器

发光二极管 (LED) 是深入探索电子世界前必不可少的敲门砖。无论您打算将其用于指示、通信、照明,还是只为使项目更炫酷,所有 LED 都有一个共同点:无法调节电流。若不限制电流,LED 最终会发生故障。有时甚至会引起灾难性后果。大多数情况下,只需串联(适当大小的)电阻器,即可解决此问题。在大功率应用中,您还可能会看到限流电源或限流 IC。下面我们将探讨如何使用电阻器来解决限流问题!

如果您还不熟悉欧姆定律,请容我向您说明。欧姆定律定义了电压、电流与电阻三者之间的关系,用公式表示为 V = I * R。已知其中任意两个量时,只需转换此公式即可求得未知量。下例中,已知电源电压为 9 V,LED 正向电压为 2.4 V,额定电流为 20 mA,而电阻器阻值未知。

在串联电路中,所有元器件的流经电流都相同。因此,LED 电流为 20 mA 时,电阻器电流也一样。另一条适用于串联电路的定律是,各个元器件的电压降之和应等于电源电压值。此电路中,电源电压为 9 V,LED 正向电压为 2.4 V;用 9 V 减去 2.4 V 即求得电阻器两端的压降为 6.6 V。然后,使用欧姆定律求解。虽然电阻器阻值未知,但已知电阻器两端的电压降为 6.6 V,电流为 0.02 A (20 mA)。将两值代入欧姆定律公式:6.6 V = 0.02 A * R

转换公式:R = 6.6 V / 0.02 A

求得 R:330 Ω = 6.6 V / 0.02 A

现在,阻值问题已经解决,还差最后一步。并非所有 330 Ω 电阻器都可用,其额定功率还需满足或超过此例中产生的耗散功率。请注意:电阻器功率以 W 为单位。电能公式为 P (W) = I (A) * V (V)

使用此电阻器的 0.02 A 和 6.6 V 来计算功率:P = 0.02 A * 6.6 V

电阻器的耗散功率为 0.132 W (132 mW)。

电阻器的常用功率值为 ¼ W,即 0.25 W,可以正常工作。使用额定功率更高的电阻器亦可,只是成本通常也更高。如果您想简化此过程,Digi-Key 为此提供了专门的计算器,帮助您计算限流电阻器的阻值和功率。

祝项目顺利!

关于此作者

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Kyle Meier 是一名应用工程技术员,自 2013 年以来一直在 Digi-Key Electronics 工作。他拥有伯米吉州立大学工商管理学士学位和北国社区技术学院电子技术与自动化系统的应用科学副学士学位。Kyle 目前职责是协助构建独特的技术项目,记录流程并最终参与项目视频媒体报道的制作。加入 Digi-Key 前,他曾是电子实验室老师,在 BSU 工作 4 年。业余时间,Kyle 喜欢做木工,从事汽车写作项目,并会离开明尼苏达避寒。

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