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LED-Strombegrenzungswiderstands-Rechner

Berechnen Sie den richtigen Strombegrenzungswiderstand für eine LED. Zeigt den exakten Wert, den nächstgelegenen E24-Standard, den tatsächlichen Strom und die Verlustleistung an.

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Formel

R = \frac{V_s - V_f}{I_f}

Vs— Supply voltage (V)
Vf— LED forward voltage (V)
If— Desired forward current (A)

Wie es funktioniert

Die Berechnung von LED-Widerständen ist eine grundlegende Aufgabe beim Entwurf elektronischer Schaltungen, die eine angemessene Strombegrenzung gewährleistet und Schäden an LEDs verhindert. Wenn eine LED an eine Stromversorgung angeschlossen wird, ist ein Serienwiderstand entscheidend für die Steuerung des Stromflusses. Das Grundprinzip basiert auf dem Ohmschen Gesetz und den Durchlassspannungseigenschaften der LED. An jeder LED fällt an ihrer Verbindungsstelle eine bestimmte Durchlassspannung (Vf) ab, die je nach Farbe und Halbleitermaterial variiert. Das verbleibende Spannungspotential wird über den Serienwiderstand abgeleitet, der den Strom der LED bestimmt. Bei der Auswahl des richtigen Widerstands wird die Spannungsdifferenz zwischen der Versorgungsspannung und der Vorwärtsspannung der LED berechnet und anschließend der geeignete Widerstand bestimmt, um den gewünschten Strom zu erreichen. Dadurch wird ein übermäßiger Strom vermieden, der die interne Halbleiterverbindung der LED dauerhaft beschädigen könnte. Ingenieure müssen bei der Entwicklung von LED-Schaltungen Faktoren wie LED-Farbe, Versorgungsspannung, gewünschte Helligkeit und Wärmemanagement berücksichtigen.

Bearbeitetes Beispiel

Stellen Sie sich einen roten LED-Stromkreis mit einer 5-V-Stromversorgung vor. Die rote LED hat eine Vorwärtsspannung von 2,0 V und benötigt einen Standardstrom von 20 mA. Mit der Formel R = (Vcc - Vf)/If berechnen wir: R = (5 V - 2,0 V)/0,02 A = 150 Ohm. Die Verlustleistung im Widerstand wäre P = R·If² = 150 * (0,02) ² = 0,06 Watt, was darauf hindeutet, dass ein Standardwiderstand mit 1/4 W für diese Anwendung geeignet wäre. Die Wahl eines 150 Ohm, 1/4 W Widerstands mit einer Toleranz von 5% würde eine zuverlässige Strombegrenzung für die rote LED gewährleisten.

Praktische Tipps

  • ✓Verwenden Sie für präzise Berechnungen immer die spezifische Vorwärtsspannung des LED-Herstellers
  • ✓Wählen Sie einen Widerstand mit einer mindestens 2-3 mal höheren Nennleistung als berechnet
  • ✓Erwägen Sie die Verwendung eines Widerstands mit höherer Präzision (1%) für eine gleichmäßigere LED-Leistung

Häufige Fehler

  • ✗Vernachlässigung der spezifischen Vorwärtsspannung verschiedener LED-Farben
  • ✗Verwendung eines Widerstandswerts, der einen übermäßigen Strom zulässt und die Lebensdauer der LEDs reduziert
  • ✗Nichtberücksichtigung der Verlustleistung im Strombegrenzungswiderstand

Häufig gestellte Fragen

Nein, verschiedene LED-Farben haben unterschiedliche Vorwärtsspannungen, was sich auf den erforderlichen Serienwiderstand auswirkt. Rechnen Sie immer für jede LED-Farbe neu.
Wenn Sie einen zu niedrigen Widerstand verwenden, kann es zu übermäßigem Strom kommen, wodurch die LED möglicherweise durchbrennt oder ihre Lebensdauer drastisch reduziert wird.
Die Temperatur kann die Vorwärtsspannung der LED leicht verändern, was bei hochpräzisen Anwendungen möglicherweise kleine Anpassungen des berechneten Widerstands erfordert.
Die Auswahl des Widerstands wirkt sich auf die LED-Helligkeit aus. Für ein präzises Dimmen ist die Pulsweitenmodulation (PWM) jedoch effizienter und steuerbarer.
Die meisten Standard-LEDs arbeiten zwischen 10 und 30 mA, wobei einige Hochleistungs-LEDs unterschiedliche Strombereiche benötigen.

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