電路中經常需要用到LED燈來指示電路的工作狀態,學習單片機編程時的第一個例程就是點亮LED燈。
LED指示燈電路本身很簡單,只需要把LED燈和限流電阻串聯,然后接在電源上就亮燈了。
雖說簡單,設計上也有小小的學問。
比如說當電源Vcc的電壓是5V,那么電阻R1要用多大的阻值?
其實這跟選用的LED型號有關。同樣的電源電壓下,不同類型的LED燈要用不同的限流電阻。
下面從LED燈的選型開始,step by step地實操演示如何計算限流電阻的阻值。
1、訪問電子元器件采購網站。
2、在搜索框輸入“LED 紅色”,這里用紅色LED舉例。這里特意指出“紅色”,是因為不同顏色的LED的導通壓降一般是不一樣的。
3、選擇“0402”封裝。這個例子里選貼片0402封裝的LED。
4、就選搜索結果的第一個LED來分析吧,型號是BL-HUB37A-AV-TRB,點擊它進入詳情頁!
5、在詳情頁,點擊“數據手冊PDF”。
6、查看數據手冊的Absolute Maximum Ratings(極限參數),看它最大能通過多少電流。查得其Forward Current(正向電流,也就是導通電流)為20mA,這可是最大值。按照經驗,這種LED我們一般設定為2mA左右即可。
7、查看數據手冊的Electrical and optical characteristics(光電特性),其Forward Voltage(正向電壓,也就是LED燈點亮時的導通電壓)的Typ.(典型值)為2.0V。LED燈正常工作時我們只看典型值,Min.(最小值)和Max.(最大值)不用管。確定限流電阻的大小,查看導通電壓這步最關鍵!
8、但是這個典型值2.0V是在Forward Current(正向電流)為20mA時測出來的:
9、上面提到這種LED我們一般設定為2mA左右,此時對應的Forward Voltage(正向電壓)是多少,需要查看數據手冊中的伏安特性曲線:
伏安特性曲線是電流與電壓的對應關系,即縱坐標是Forward Current(正向電流),橫坐標是Forward Voltage(正向電壓)。從曲線可以看到,電流為2mA時,電壓約為1.7V。
8、因為LED燈在設定為2mA時的電壓為1.7V,而供電電壓為5V,所以限流電阻兩端的電壓為:5V - 1.7V = 3.3V。
9、這里咱們把電流限制為2mA,所以限流電阻 R1 = 3.3V / 2mA = 1.65Kohm。如果計算得出的這個電阻值不是常用的,選用臨近的電阻值即可。
10、最后把LED燈買回來,做出電路實物,看LED燈的亮度如何,再增大或減小電阻。
11、注意:
(1)最大電流不要超過LED數據手冊標注的最大值,這個例子里是20mA。
(2)一般最小電流建議不要小于1mA,電流設定得太小,在批量生產的時候可能會出現有些LED燈點不亮的問題。具體要看選用的LED型號。
(3)本文例子中選用的LED設定電流為2mA左右,不同型號的LED,不同的亮度應用場景,這個值需要調整。
12、如果是不知道型號、沒有數據手冊的LED燈,就先按5mA左右的電流值將其點亮,測量其Forward Voltage(正向電壓),根據亮度情況計算并調整供電電壓和限流電阻的阻值。
最后的最后,讓我們用LED去創造美麗的作品吧!