LED Előtét Ellenállás Számítása: Gyakorlati Útmutató

A LED-ek (fénykibocsátó diódák) népszerűek a világítástechnikában és az elektronikai projektekben, de működésükhöz előtét ellenállásra van szükség. Az előtét ellenállás korlátozza a LED-en átfolyó áramot, megvédve azt a túláramtól és biztosítva a hosszú élettartamot. Ebben a cikkben részletesen bemutatjuk, hogyan számíthatja ki a megfelelő előtét ellenállás értékét.

How to Calculate the Resistor for LEDs & LED with 220Volt AC

Miért Szükséges Előtét Ellenállás?

A LED-ek áramvezérelt eszközök, ami azt jelenti, hogy a fényerősségük az átfolyó áramtól függ. Ha közvetlenül egy áramforráshoz csatlakoztatjuk a LED-et, az túláramot kaphat, ami a LED károsodásához vagy azonnali meghibásodásához vezethet. Az előtét ellenállás feladata, hogy korlátozza az áramot a biztonságos tartományban, biztosítva a LED stabil és hosszú távú működését.

Az Előtét Ellenállás Számításának Lépései

Az előtét ellenállás értékének kiszámításához a következő adatokra van szükség:

Tápfeszültség (V_táp): Az áramforrás feszültsége (pl. elem, akkumulátor, tápegység).
LED nyitófeszültsége (V_LED): A LED működéséhez szükséges feszültség (az adatlapján található).
LED árama (I_LED): A LED ajánlott árama (az adatlapján található, általában mA-ben van megadva).

A számítás az Ohm törvényén alapul:

R = (V_táp - V_LED) / I_LED

Corsa C kulcs hibaelhárítás

ahol:

R az előtét ellenállás értéke (Ohmban).
V_táp a tápfeszültség (Voltban).
V_LED a LED nyitófeszültsége (Voltban).
I_LED a LED árama (Amperben - a mA-t át kell váltani Amperre osztással 1000-rel).

Példa Számítás

Tegyük fel, hogy van egy 12V-os tápegységünk, egy LED-ünk, melynek nyitófeszültsége 3.4V és árama 20mA (0.02A). Az előtét ellenállás értéke:

R = (12V - 3.4V) / 0.02A = 8.6V / 0.02A = 430 Ohm

Ebben az esetben egy 430 Ohmos előtét ellenállásra van szükség.

LED-ek Soros és Párhuzamos Kapcsolása

Több LED-et is lehet sorosan vagy párhuzamosan kapcsolni. A kapcsolás módja befolyásolja az előtét ellenállás számítását.

ECU javítás - Ford Mondeo

Soros Kapcsolás

Soros kapcsolás esetén a LED-ek nyitófeszültségei összeadódnak. Az előtét ellenállás számításakor a V_LED helyére a LED-ek nyitófeszültségeinek összegét kell behelyettesíteni.

Például, ha 3 darab 3.4V-os LED-et kötünk sorba, akkor a V_LED = 3 * 3.4V = 10.2V lesz. A 12V-os tápfeszültség esetén az előtét ellenállás:

R = (12V - 10.2V) / 0.02A = 1.8V / 0.02A = 90 Ohm

Párhuzamos Kapcsolás

Párhuzamos kapcsolás esetén a LED-ek áramai összeadódnak. Az előtét ellenállás számításakor a I_LED helyére a LED-ek áramainak összegét kell behelyettesíteni. Fontos, hogy párhuzamos kapcsolás esetén minden LED elé külön előtét ellenállást kell kötni, hogy elkerüljük az áram egyenlőtlen eloszlását és a LED-ek károsodását.

Például, ha 3 darab 20mA-es LED-et kötünk párhuzamosan, akkor a I_LED = 3 * 0.02A = 0.06A lesz. A 3.4V-os nyitófeszültség esetén az előtét ellenállás (minden LED elé külön):

Komfort elektronika alkatrészek Clio-hoz bontva

R = (12V - 3.4V) / 0.02A = 8.6V / 0.02A = 430 Ohm

Teljesítmény Számítása

Az előtét ellenálláson disszipálódó teljesítményt is ki kell számítani, hogy megfelelő méretű ellenállást válasszunk. A teljesítmény számítása:

P = (V_táp - V_LED) * I_LED

ahol:

P a teljesítmény (Wattban).
V_táp a tápfeszültség (Voltban).
V_LED a LED nyitófeszültsége (Voltban).
I_LED a LED árama (Amperben).

A fenti példában a teljesítmény:

P = (12V - 3.4V) * 0.02A = 8.6V * 0.02A = 0.172W

Ebben az esetben egy 0.25W-os vagy nagyobb teljesítményű ellenállást kell választani.

Gyakorlati Tippek

Adatlap: Mindig nézze meg a LED adatlapját a pontos feszültség- és áramértékekért.
Tolerancia: Az ellenállásoknak van egy bizonyos toleranciája (pl. 5%), ezért érdemes egy kicsit nagyobb értékű ellenállást választani a biztonság kedvéért.
Hűtés: Nagyobb teljesítményű ellenállások esetén gondoskodjon a megfelelő hűtésről.

Példa: UV-LED-ek Előtét Ellenállásának Számítása NYÁK-készítéshez

Ha 10 UV-LED-et szeretne használni, melyeknek a nyitófeszültsége 3.4V és egy 12V-os tápegységet használ, akkor a LED-eket sorosan kell kötni, amennyire lehetséges. Ebben az esetben 3 sorba kötött LED csoportot hozhat létre, majd ezeket párhuzamosan kötheti össze. Minden soros csoport elé egy előtét ellenállást kell kötni.

A soros csoportok nyitófeszültsége: 3 * 3.4V = 10.2V.

Az előtét ellenállás (a LED-ek árama legyen 20mA): R = (12V - 10.2V) / 0.02A = 90 Ohm.

A teljesítmény: P = (12V - 10.2V) * 0.02A = 0.036W.

Ebben az esetben 3 darab 90 Ohmos, 0.25W-os ellenállásra van szükség.

Makrai Trafó Használata Transzverterben

A Makrai trafó eredetileg 50Hz-es, de néhány kHz-en is használható. A trafó méretezéséhez a következő képletet használhatja:

Upmax = 4.44 * f * A * B * N

ahol:

Upmax a maximális primer feszültség.
f az üzemi frekvencia.
A a mágneses keresztmetszet (a katalógusból).
B a maximális indukció.
N a menetszám.

Üzemi frekvenciának kb. 20 kHz-et ajánlott használni. A T35-ös ferrit anyagának maximális indukciója 100 fokon 0.29T.

Összegzés

A LED előtét ellenállásának helyes kiszámítása elengedhetetlen a LED-ek védelméhez és hosszú élettartamának biztosításához. A fenti lépések és példák segítségével könnyedén meghatározhatja a megfelelő ellenállás értékét a különböző alkalmazásokhoz.

tags: #bss #elektronika #led #előtét #ellenállás #számítás