LED 회로용 저항값 계산 단계별 가이드

일반적인 LED 기호, 구조 및 리드 식별.

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자세한 내용에 들어가기 전에 아래 간단한 회로로 다른 계산들을 더 쉽게 이해할 수 있도록 하겠습니다.

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이것이 가장 간단한 LED 직렬 회로입니다.

여기서 공급 전압은 6V, LED 순방향 전압(V_F)은 1.3V, 순방향 전류(I_F)는 10mA입니다.

이 회로에서 LED와 직렬로 연결할 저항값은:

저항값 = (V_공급– V_F)/ I_F= (6 - 1.3) / 10mA = 470 Ω

소비 전류 = 20mA

이 회로의 저항 전력 정격 공식

저항 전력 정격 = I_F² x 저항값 = (10mA)² x 470 Ω = 0.047W = 47mW

하지만 이것은 저항이 과열되지 않도록 보장하는 최소 필요 저항값이므로, 계산한 저항 전력 정격의 2배를 선택하는 것이 권장됩니다. 따라서 0.047W x 2 = 0.094W = 94mW 저항을 이 회로에 선택하세요. 저항 전력 정격(2배) = 0.094W = (94mW)

또한 명심하세요:

• 계산한 정확한 전력 정격 저항을 찾기는 어렵습니다. 일반적으로 저항은 1/4와트, 1/2와트, 1와트, 2와트, 5와트 등으로 나옵니다. 따라서 계산한 값보다 다음으로 높은 전력 정격 값을 선택하세요. 예: 계산값이 0.789W = 789mW라면 1W 저항 선택.
• 계산한 정확한 저항값을 찾기도 어렵습니다. 저항은 표준값으로 나옵니다. 계산값과 가장 가까운 표준값을 선택하세요. 예: 계산값 313.5Ω라면 가장 가까운 표준값 330Ω 사용. 충분히 가깝지 않다면 직병렬로 연결해 만드세요.
• I_F = LED 순방향 전류: LED가 지속적으로 수용할 수 있는 최대 전류. 장수명과 안정을 위해 LED 순방향 전류 정격의 80% 공급 권장. 예: 정격 30mA라면 24mA로 구동. 이 이상이면 수명 단축 또는 발열/소손.
• LED 순방향 전류를 모르면 20mA로 가정하세요. 일반적인 LED는 20mA로 동작합니다.
• V_F = LED 순방향 전압: 정격 순방향 전류 공급 시 LED의 전압 강하. LED 패키지에서 확인 가능. 일반적으로 타입, 색상, 밝기에 따라 1.3V~3.5V 사이. 모르면 200Ω 저항으로 6V 배터리에 LED 연결 후 LED 양단 전압 측정. 2V 정도면 그게 순방향 전압.

LED 직렬 연결용 저항값 공식:

아래는 또 다른 간단한 LED(직렬 연결) 회로입니다. 6개 LED를 직렬 연결. 공급 전압 18V, LED 순방향 전압(V_F) 2V, 순방향 전류(I_F) 각각 20mA.

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저항값 (LED 직렬) = (V_공급 – (V_F x LED 개수)) / I_F

여기서 6개 LED 총 순방향 전압(V_F) = 2 x 6 = 12V

순방향 전류(I_F)는 동일 (20mA)

(참고: 직렬 회로라 각 지점 전류는 동일, 전압은 가산) 이제 저항값(직렬 회로)은:

= (V_공급 – (V_F x LED 개수)) / I_F= (18 - (2 x 6)) / 20mA

= (18-12) / 20mA = 300 Ω

총 소비 전류 = 20mA

(직렬 회로라 전류 동일) 저항 전력 정격

= I_F² x 저항값 = (20mA)² x 300 Ω = 0.12 = 120mW

하지만 과열 방지 최소값이므로 계산값의 2배 권장. 0.12W x 2 = 0.24W = 240mW 저항 선택. 저항 전력 정격(2배) = 0.24W = (240mW)

공통 저항으로 LED 병렬 연결용 저항값 공식:

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이 회로에서는 공통 저항으로 LED를 병렬 연결. 공급 전압 18V, LED 순방향 전압(V_F) 2V, 순방향 전류(I_F) 각각 20mA.

저항값 (LED 병렬 공통 저항) = (V_공급 – V_F)/ (I_F x LED 개수)

여기서 4개 LED 총 순방향 전류(I_F) = 20mA x 4 = 0.08A, 순방향 전압(V_F)은 동일 (2V)

(참고: 병렬 회로라 전압은 동일, 전류는 가산)

이제 저항값(공통 저항 병렬 회로)은:

= (V_공급 – V_F)/ (I_F x LED 개수)

= (18 - 2) / 0.08

= 200 Ω

총 소비 전류 = 20mA x 4 = 80mA

(병렬 회로라 전류 가산)

저항 전력 정격 = I_F² x 저항값 = (20mA)² x 200Ω = 0.08W = 80mW

하지만 과열 방지 최소값이므로 계산값의 2배 권장. 0.08W x 2 = 0.16W = 160mW 저항 선택. 저항 전력 정격(2배) = 0.16W (160mW)

개별 저항으로 LED 병렬 연결용 저항값 공식

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개별 저항으로 LED를 병렬 연결하는 또 다른 방법. 4개 LED를 개별 저항으로 병렬 연결. 공급 전압 9V, LED 순방향 전압(V_F) 2V, 순방향 전류(I_F) 각각 20mA.

저항값 (LED 병렬 개별 저항) = (V_공급 – V_F)/ I_F여기서 LED 순방향 전압(V_F) = 2, 순방향 전류(I_F) = 20mA

(참고: 병렬 회로지만 각 섹션별 저항값을 구하므로 각 섹션은 직렬 회로가 됨. 직렬 회로 공식이나 첫 번째 간단한 회로 참조 - 동일함)

이제 저항값(개별 저항 병렬 회로)은:

= (V_공급 – V_F)/ I_F= (9 - 2) / 20mA = 350 Ω

총 소비 전류 = 20mA x 4 = 80mA (병렬 회로라 전류 가산)

저항 전력 정격 = I_F² x 저항값 = (20mA)² x 350 Ω = 0.14 = 140mW

하지만 과열 방지 최소값이므로 계산값의 2배 권장. 0.14W x 2 = 0.28W = 280mW 저항 선택. 저항 전력 정격(2배) = 0.28W (280mW)

배터리와 LED 연결하는 또 다른 방법(직병렬 조합)도 있으며, 이 간단한 계산을 이해하면 직병렬 조합 LED 연결 회로의 저항값도 쉽게 계산할 수 있습니다.

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