Перейти к содержанию

Расчёт резистора для светодиода

Укажите напряжение питания, прямое напряжение и ток светодиода — калькулятор подберёт стандартный резистор, посчитает реальный ток и нужную мощность резистора.

Исходные данные

В

Типичный диапазон 1,8–2,5 В: возьмите Vf из даташита своего светодиода

В
мА

у каждой свой резистор

Результат

Резистор
150 Ом
расчётное 150 Ом, округлено вверх по E24
Ток через светодиод
20 мА
Мощность резистора
60 мВтберите резистор не меньше 0,125 Вт
Напряжение на резисторе
3 В
Мощность одного светодиода
40 мВт
Общий ток от источника
20 мА
КПД (доля мощности на светодиодах)
40 %

Расчёт выполнен по формулам и данным из источников, приведённых на этой странице, и не заменяет проверку: параметры компонентов у разных производителей и даже партий различаются. Перед применением сверяйте результат с документацией на конкретные детали.

Светодиод нельзя подключать к источнику напряжения напрямую: его ток резко растёт даже при небольшом превышении прямого напряжения. Самый простой ограничитель — последовательный резистор. Его сопротивление равно напряжению, которое на нём должно упасть, делённому на ток светодиода: R = (Uпит − Uf) / I. Например, для белого светодиода (3,2 В, 20 мА) от 12 В нужен резистор 440 Ом — ставят ближайший больший стандартный, 470 Ом.

Как пользоваться калькулятором

  1. Введите напряжение питания. Для батарей берите максимальное значение: у свежего Li-ion аккумулятора это 4,2 В, а не номинальные 3,7 В.
  2. Выберите цвет светодиода или введите прямое напряжение Vf из даташита. Пресеты — типичные значения для индикаторных светодиодов 3–5 мм.
  3. Задайте ток. Для обычных 5 мм светодиодов максимум 20 мА, а для индикации на панели часто хватает 2–5 мА.
  4. Если светодиодов несколько, укажите, сколько их соединено последовательно в одной цепочке и сколько таких цепочек включено параллельно.

Формулы

Для цепочки из n последовательных светодиодов:

R=Uпит−n⋅UfIR = \frac{U_\text{пит} - n \cdot U_f}{I}

Калькулятор берёт ближайшее большее значение из выбранного ряда, пересчитывает реальный ток и мощность:

Iфакт=Uпит−n⋅UfRстанд,PR=Iфакт2⋅RстандI_\text{факт} = \frac{U_\text{пит} - n \cdot U_f}{R_\text{станд}}, \qquad P_R = I_\text{факт}^2 \cdot R_\text{станд}

Номинальную мощность резистора выбирают как минимум вдвое больше рассеиваемой. Доля мощности, которая доходит до светодиодов, равна n · Uf/Uпит — остальное уходит в тепло на резисторе.

Пример расчёта

Белый светодиод, Uf = 3,2 В, ток 20 мА, питание 12 В:

R=12−3,20,02=440 ОмR = \frac{12 - 3{,}2}{0{,}02} = 440\ \text{Ом}

В ряду E24 после 430 Ом идёт 470 Ом. Реальный ток 8,8/470 = 18,7 мА, мощность на резисторе 0,01872 · 470 = 0,165 Вт — нужен резистор на 0,5 Вт. КПД всего 27 %: почти три четверти энергии уходит в тепло на резисторе.

Если включить три таких светодиода последовательно, на резисторе останется 12 − 3 · 3,2 = 2,4 В, сопротивление 2,4/0,02 = 120 Ом, мощность 0,048 Вт, а КПД вырастет до 80 %. Но на резисторе тогда остаётся лишь 20 % питания — у границы, ниже которой ток заметно зависит от разброса прямого напряжения между экземплярами (см. ниже). Если светодиоды подобраны с запасом по Vf или яркость не критична, цепочка по три от 12 В выгоднее; если нужен одинаковый ток, лучше стабилизатор тока — варианты разобраны в статье «Светодиоды и драйверы».

Прямое напряжение светодиодов

СветодиодVf типично, ВДиапазон, В
Красный21,8–2,5
Оранжевый21,9–2,5
Жёлтый2,11,9–2,5
Зелёный (GaP, тусклый)2,22–2,6
Зелёный (InGaN, яркий)3,22,8–3,6
Синий3,22,8–3,6
Белый3,22,8–3,6
Ультрафиолетовый3,43–4
Инфракрасный 940 нм1,31,1–1,6

Прямое напряжение зависит от материала кристалла, тока и температуры: при нагреве оно снижается. Значения в таблице — ориентир для индикаторных светодиодов при 20 мА; для расчёта лучше взять Vf из даташита конкретной модели.

Последовательно или параллельно

Последовательная цепочка — лучший вариант: ток через все светодиоды одинаков, а резистор один. Ограничение — сумма прямых напряжений должна быть заметно меньше напряжения питания. Если на резисторе остаётся меньше 15–20 % питания, ток начинает сильно зависеть от разброса Vf и температуры; калькулятор предупреждает об этом.

Параллельные ветви — каждой нужен свой резистор. Два светодиода с одним общим резистором делят ток неравномерно: при Vf 3,1 и 3,3 В почти весь ток пойдёт через первый.

Советы и ограничения

  • Вывод микроконтроллера. У ATmega328P абсолютный максимум — 40 мА на вывод, но выходное напряжение под нагрузкой проседает, а суммарный ток портов ограничен. Для индикации берите 5–10 мА; для более мощной нагрузки используйте транзисторный ключ — резистор базы для него рассчитает калькулятор ключа на биполярном транзисторе.
  • Обратное напряжение. Светодиоды выдерживают в обратном направлении всего около 5 В. При питании переменным напряжением параллельно светодиоду встречно включают обычный диод.
  • Мощные светодиоды на 350 мА и больше питают от драйвера — источника стабильного тока. Простой вариант — LM317 в режиме источника тока.
  • Если нужного номинала нет, его можно получить из двух резисторов в калькуляторе последовательного и параллельного соединения.

Частые вопросы

Какой резистор нужен для светодиода на 12 вольт?

Для белого или синего светодиода (около 3,2 В при 20 мА) расчёт даёт 440 Ом, ближайший стандартный номинал вверх — 470 Ом, мощность резистора 0,5 Вт. Для красного (около 2 В) — 500 Ом, берут 510 Ом на 0,5 Вт. Точное прямое напряжение возьмите из даташита своего светодиода.

Какой резистор нужен для светодиода на 5 вольт?

Для красного светодиода при токе 20 мА — 150 Ом, для белого или синего — 91 Ом. Если светодиод подключён к выводу микроконтроллера, ток лучше снизить до 5–10 мА: современные светодиоды хорошо светят и при таком токе.

Можно ли подключить несколько светодиодов параллельно через один резистор?

Нельзя: прямое напряжение у светодиодов отличается на десятые доли вольта, и почти весь ток пойдёт через тот, у которого оно меньше. Он перегреется, его напряжение ещё снизится, и диод выйдет из строя. Каждой параллельной ветви нужен свой резистор.

Почему номинал округляется вверх, а не до ближайшего?

Чтобы ток не превысил заданный. Больший резистор немного уменьшает ток и яркость, что почти незаметно, а меньший может вывести ток за пределы допустимого с учётом разброса прямого напряжения.

Какой мощности нужен резистор?

Мощность, выделяемая на резисторе, равна квадрату тока, умноженному на сопротивление. Резистор выбирают с запасом минимум в два раза: при 0,165 Вт рассеиваемой мощности ставят резистор на 0,5 Вт. Калькулятор подбирает такой номинал мощности сам.

Источники

  1. Microchip. ATmega328P datasheet (DS40002061) — предельный ток вывода порта, раздел Electrical Characteristics
  2. IEC 60063:2015. Preferred number series for resistors and capacitors — ряды номиналов E12, E24, E96

Где пригодится

Встроить калькулятор на свой сайт

Скопируйте код и вставьте его в HTML страницы, статьи или вики. Виджет бесплатный, без рекламы, счётчиков и cookie. Условие одно — ссылка на GAW под рамкой остаётся на месте. Подробнее о виджетах

<iframe src="https://gaw.ru/embed/led-resistor/" title="Расчёт резистора для светодиода" width="100%" height="640" style="border:1px solid #e3e5e9;border-radius:8px" loading="lazy" allow="clipboard-write"></iframe>
<p style="margin:6px 0 0;font-size:14px">Калькулятор: <a href="https://gaw.ru/tools/led-resistor/">Расчёт резистора для светодиода</a> — GAW.ru</p>
Автоподстройка высоты рамки

Если сайт разрешает скрипты, добавьте этот код один раз в любом месте страницы: рамка будет менять высоту вместе с результатом расчёта.

<script>window.addEventListener("message",function(e){if(e.origin!=="https://gaw.ru"||!e.data||e.data.type!=="gaw:embed-height")return;var f=document.querySelectorAll('iframe[src^="https://gaw.ru/embed/"]');for(var i=0;i<f.length;i++)if(f[i].contentWindow===e.source)f[i].style.height=e.data.height+"px"})</script>

Обновлено .

Нашли ошибку в расчёте?