Резистор для светодиода: калькулятор тока, сопротивления и мощности

Резистор для светодиода рассчитывают по разности напряжений питания и LED, делённой на рабочий ток. Калькулятор ниже подбирает ближайшее сопротивление E12 вверх и заново считает ток, потери на резисторе и мощность светодиодов. Для параллельного соединения он рассчитывает отдельный резистор каждой ветви.

Область расчёта — изолированный низковольтный источник постоянного тока и LED с известными характеристиками. Результат не является схемой подключения к розетке или незащищённой автомобильной бортсети.

Какие значения взять из паспорта светодиода

Нужны прямое напряжение Vf при выбранном рабочем токе и температуре, допустимый режим тока и тепловые условия. Размер корпуса и цвет не заменяют номер модели. Ток измеряют в амперах: 20 мА = 0,020 А; 700 мА = 0,700 А. Указанный в разделе Absolute Maximum Ratings предел нельзя автоматически назначать рабочим током.

Например, у Vishay TLHR5400, паспорт 83012, стр. 2 Vf при IF = 20 мА и температуре окружающей среды 25 °C указан как 2 В типично и 3 В максимум. Минимум Vf в этой таблице не задан. Предел постоянного тока 30 мА относится к условиям Tamb ≤ 65 °C; это не рекомендация всегда работать на 30 мА. Значения 2 В и 3 В не являются взаимозаменяемыми: расчёт по типичному напряжению не подтверждает верхний ток при всех экземплярах и температурах.

В примерах ниже числа учебные, если прямо не назван паспорт. Если документации нет, калькулятор не определит безопасный режим неизвестного LED по его цвету.

Один светодиод: сопротивление, ток и мощность

По закону Ома для принятой модели постоянного Vf:

Rрасч = (Us − Vf) / Iзад, где Us и Vf — в вольтах, Iзад — в амперах, R — в омах. Необходимо Us > Vf: при нулевом запасе напряжения резистор не задаёт ток.

Выберите следующий подходящий номинал вверх. Калькулятор использует ряд E12: 1,0; 1,2; 1,5; 1,8; 2,2; 2,7; 3,3; 3,9; 4,7; 5,6; 6,8; 8,2 с множителем 10 в нужной степени. Затем пересчитайте:

• Iрасч = (Us − Vf) / Rвыбр — ток после округления, а не первоначальная установка.
• PR = (Us − Vf) × Iрасч = Iрасч² × Rвыбр — тепло на резисторе.
• PLED = Vf × Iрасч — электрическая мощность LED.
• Pист = Us × Iрасч = PR + PLED — мощность, получаемая от источника.

Учебный пример: Us = 5 В, Vf = 3 В, Iзад = 20 мА. Получается R = 100 Ом, ток 20 мА, PR = 0,040 Вт, PLED = 0,060 Вт, Pист = 0,100 Вт. Реальный Vf меняется с током и температурой, поэтому расчётный ток не заменяет проверку характеристики и измерение в готовом устройстве.

Последовательная цепочка и параллельные ветви

В последовательной цепочке через все LED протекает один ток; их прямые напряжения складываются. Для n одинаковых LED:

Rрасч = (Us − n × Vf) / Iзад. Питание должно быть выше суммы прямых напряжений. Для разных моделей нужно суммировать их отдельные Vf; форма рассчитана на одинаковые LED.

Учебный пример округления: три LED с Vf = 3,1 В, питание 12 В, установка 20 мА. Rрасч = 135 Ом, следующий E12 — 150 Ом. При принятом Vf ток станет 18 мА, а не 20 мА; на резисторе выделится 0,0486 Вт, на трёх LED — 0,1674 Вт, от источника потребуется 0,216 Вт.

Параллельно соединяют ветви «свой резистор + LED» или «свой резистор + последовательная цепочка LED». Один общий резистор перед непосредственно параллельными LED не обеспечивает равномерное распределение тока между ними. Это различие прямо показано в рекомендациях Kingbright, Circuit Design Notes, стр. 6.

+ DC ─┬─ R1 ─ LED1 ─ LED2 ─┬─ 0 V
      └─ R2 ─ LED3 ─ LED4 ─┘
Каждый LED включён в прямом направлении:
анод ближе к плюсу, катод ближе к 0 V.

Если одинаковых ветвей m, резисторов тоже m. Общий ток равен m × Iветви, суммарные потери в резисторах — m × PR одной ветви, число LED — n × m. Резистор каждой ветви считают по её току, а не по сумме токов всего устройства.

Важный пример из комментариев: четыре параллельные ветви с одним LED 3 В / 20 мА в каждой действительно потребляют 0,240 Вт непосредственно на LED. При учебном питании 5 В нужны четыре резистора по 100 Ом: их суммарные потери 0,160 Вт, общий ток 80 мА, мощность от источника 0,400 Вт. Эти три мощности нельзя называть одним результатом.

Допуски и температура: какой ток получится в худшем случае

Верхний ток возникает при повышенном питании, меньшем Vf и меньшем сопротивлении. Если известны достоверные границы Usmax, Vfmin и относительный допуск t, то:

Imax ≈ (Usmax − n × Vfmin) / [Rном × (1 − t)].

В расширенных полях калькулятора укажите все три значения. Тогда нижняя граница номинала определяется также как (Usmax − n × Vfmin) / [Iзад × (1 − t)], а E12 округляется вверх от большей из номинальной и этой границы. Например, Us = 12 В, три LED по 3 В, Iзад = 20 мА; Usmax = 12,6 В, Vfmin = 2,8 В и t = 5%. Требуется не меньше 221,053 Ом: 220 Ом уже недостаточно, выбирается 270 Ом. Номинальный расчётный ток — 11,111 мА, верхний — около 16,374 мА; максимальные потери одного резистора — около 0,06877 Вт.

Это проверка введённых границ, а не гарантия для неизвестной детали. Vfmin должен учитывать диапазон тока и температуры; к начальному допуску резистора может потребоваться добавить изменение от нагрева и старения. Нижний ток проверяют отдельно при Usmin, Vfmax и Rmax; при недостаточном запасе LED могут светить слабее или не работать в расчётном режиме. Резистор не является стабилизатором тока.

Как выбрать мощность резистора

Рассчитанные ватты PR — выделяемое тепло, а не автоматически выбранная паспортная мощность корпуса. Допустимое рассеяние резистора при фактической температуре и монтаже должно превышать потери с принятым проектным запасом. Если учтены допуски, ориентируйтесь на максимальные потери, а не только номинальные.

У Vishay MRS25, паспорт 28724, стр. 1–2 указано P70 = 0,6 Вт, допуск ±1% и предельная температура плёнки 155 °C. Производитель связывает допустимое рассеяние с отводом тепла через монтаж и соблюдением температуры плёнки. Поэтому надпись «0,6 Вт» нельзя переносить на любой закрытый горячий корпус без тепловой проверки. У другой серии будут свои условия и кривая снижения мощности — derating. Проверяют также допустимое напряжение на резисторе.

LED на 700 мА и мощные светодиоды: когда нужен драйвер

700 мА — это 0,7 А; ограничение старой формы на 500 мА не являлось законом работы светодиодов. Форма принимает до 1000 мА для оценки, но большой ток сам по себе не подтверждает применимость резисторного питания. Например, при учебных 12 В, Vf = 3 В и установке 700 мА получим 12,857 Ом → 15 Ом, расчётный ток 600 мА и 5,4 Вт тепла на резисторе. На LED приходится лишь 1,8 Вт. Это повод пересмотреть схему питания и охлаждение.

Для мощного LED обычно выбирают драйвер постоянного тока по рабочему току из паспорта, диапазону выходного напряжения, входному питанию и тепловым условиям. Понижающий драйвер требует достаточного превышения входного напряжения над напряжением LED; если его нет, нужна другая топология. Пример проверенного подхода — TI LM3404, раздел 8.2.1, стр. 23: производитель рассматривает питание 24 В ±10%, ток LED-модуля 700 мА и типичное Vf модуля 6,9 В с отдельной платой и теплоотводом. Это пример разработки токового драйвера, а не готовая универсальная схема для любого «3-ваттного» LED.

Почему здесь нет расчёта для 220 В и «просто 12 В автомобиля»

Сеть 220/230 В переменного тока не является изолированным DC-источником: нельзя заменить её постоянным числом в этой формуле. Для сетевой индикации нужен рассчитанный на сеть готовый изолированный источник либо предназначенное для этого устройство; прямую сетевую схему эта страница не предлагает.

Номинальные «12 В» автомобиля не описывают весь диапазон питания, обратную полярность и переходные процессы. Для такой задачи требуется предназначенный для бортсети драйвер или защищённый источник с проверенными входными условиями. Обычный стабилизатор напряжения сам по себе не решает все эти задачи. Практический расчёт на этой странице начинается с известного изолированного DC-питания.

Опубликовано 21.08.2018 Обновлено 05.10.2026 Пользователем Александр (администратор)