关于LED限流电阻的计算

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不少车友在改灯的过程中，都遇到了LED限流电阻计算疑惑，其实学过初中物理电路，对这一块应该不陌生，只是运用不熟练罢了，下面把这块简单的介绍分析一下，也可以说是温习一下电路的概念。

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电路的基本理论之一就是“欧姆定律”，也是任何电路计算的基础，欧姆定律本质上是揭示了电路的三要素——电压U、电流I、电阻R之间的基本规律，即：

U = R·I     

I = U／R

R = U／I   

其中

电压U的单位是V（伏特）

电流I的单位是A（安培）

电阻R的单位是Ω（欧姆）

无论是简单、复杂的电路都适用，LED限流电阻计算只是简单的电路计算。

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先看一下简单的电阻电路和计算：

电路a-b两端加有电压U，电阻的阻值是R，经电阻R流过电路a-b两端的电流是I，而U、R、I之间的关系就是欧姆定律，其公式为：

U = R·I     

R = U／I   

I = U／R

例如：

U=1V，R=1Ω，则I= U／R=1A

U=1V，R=100Ω，则I = U／R = 0.01A = 10mA

U=10V，I = 10 mA，则R= U／I = 1000Ω = 1KΩ

从公式也可以看出，在R的阻值不变的情况下，流过电阻R上的电流I随着加在R上的电压U变化而成比例线性的变化，所以我们称恒定阻值的电阻R为线性元件。

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再看一个发光二极管和一个电阻串联的电路和计算：

先看看几个电路参数之间的关系：

Uab = Uac + Ucb = U

Uac = Ur = I·R

Ucb = Ud

I = Id = Ir = Ur／R =（Uab – Ucb）／R =（U – Ud）R

其中Id是LED的工作电流，一般早期产品LED大约5~20mA，高亮LED大约2~5mA，超高亮LED大约1~3mA，可以试验决定，亮度满意就行。

Ud 是LED（发光二极管）的工作电压，这个电压基本是恒定的，不随着流过它的电流变化而变化，也就是流过LED的电流和它的工作电压之间是一种非线性的关系，所以我们称LED（发光二极管）这类半导体元件为非线性元件，当然还有很多其它类型的非线性元件。

不同性质和材料的半导体元件的Ud是不一样的，不同颜色的LED的Ud是不一样的，也和普通的二极管的Ud是不一样的。普通二极管的Ud大约是0.6~0.7V，红、绿、黄色LED大约是1.6~2.4V，蓝、白色LED大约是3.1~3.6V，具体可以使用万用表的LED档简单测定。

这样电路的计算就很简单了：

R = Ur／Ir =（U – Ud）／ Id

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电阻功率的计算

其实任何一个电气元件只要工作在电路中，总是要消耗电功率的，而电功率的消耗肯定是要转换成其它的形式释放出，比如说热和光，理想的情况是希望按照我们需要的形式百分百释放，但实际上是做不到的，这就涉及到转换效率问题，比如LED的光电转换率，不能有效转换成光的的功率就会转换成热能散掉了，如果热能散不掉那LED就会烧掉了，这方面就不多说了。

因为LED是非线性元件，也就是流过它本身的电流不受加在它两端的电压控制，所以就必须对流过它的电流加以限制，使用一只限流电阻和LED串联是最简单的方法。但是这种方法电阻本身是要消耗功率的，因此要选择合适功率的电阻，这计算很简单，电阻的实际耗散功率Pr等于加在电阻两端的电压乘以流过电阻的电流也就是LED的工作电流。如果要求高可靠性，可再乘以2倍的功率余量就可以了。

Pr = Ur·Ir =（U – Ud）·Id =（U – Ud）／R2

例如：

U=20V，I=10mA，Ud=1.6V 则 R=1.8KΩ，Pr=0.18W

U=20V，I=5mA，Ud=1.6V 则 R=3.6KΩ，Pr=0.09W

（U=20V是DCC系统可变直流电压可能达到的电压）

根据计算实例可以看出，一般分立元件1/4W就可以了，如果选用高亮管或超高亮管，则1/8W就行了。至于SMD贴片电阻，可按下表选用：

1005（0402）：1/16W
1608（0603）：1/10W
2125（0805）：1/8W
3020（1208）：1/4W
3216（1206）：1/4W
3225（1210）：1/3W
3528（1411）：1/2W
4832（1812）：2/3W
5025（2010）：3/4W
6432（2512）：1W

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另外需要强调的一个误区，任何一种限流办法，比如稳流二极管、稳流模块、稳压模块、稳压管等等，只要作用于同样的LED工作在相同的条件下，都是要消耗功率的，至少要消耗功率不会比电阻少，只会比电阻多。因为那些模块本身工作也是要消耗功率的，不过是限流的效果要好一些LED的工作条件要好一些罢了。

其它的可参见：
http://bbs.ourail.com/thread-147504-1-1.html

http://bbs.hasea.com/forum.php?mod=viewthread&tid=446598&highlight=