单灯:R = (Vcc − Vf) / I
串联(2灯):Vf 相加,R = (Vcc − 2Vf) / I,电流不变
并联(2灯):Vf 不变,总电流 ×2,建议每灯独立限流电阻
LED 本质上是一个二极管,其正向导通后压降基本固定(称为正向压降 Vf),但导通后的电流会随电压急剧上升。因此绝不能将 LED 直接接到电源上,必须串联一个限流电阻。
R = (Vcc − Vf) / I
其中 Vcc 是电源电压(伏特),Vf 是 LED 正向压降(伏特),I 是目标电流(安培)。算出的 R 单位为欧姆(Ω)。
例如:12V 电源驱动白光 LED(Vf≈3.2V),目标 20mA → R = (12−3.2) / 0.02 = 440Ω。实际选用最接近的标准 E24 电阻 430Ω 即可。
单灯:最基础接法,电阻与 LED 串联,电流相同。适合指示灯、状态灯等低功耗场景。
串联多灯:多个 LED 首尾相连,总 Vf = 各 LED Vf 之和。电阻计算公式变为 R = (Vcc − n×Vf) / I。电流不变,亮度一致,但要求 Vcc 足够高。例如 3 颗白光 LED 串联,总 Vf≈9.6V,12V 电源下剩余 2.4V 分配,R=120Ω。
并联多灯:各 LED 两端电压相同,总电流 = 各 LED 电流之和。关键注意:并联时建议每颗 LED 配独立限流电阻,因为 LED 的 Vf 存在微小差异,直接并联会导致电流分配不均,某颗过亮提前烧毁。如果共用一个电阻,总电流 = n×I,电阻值 R = (Vcc − Vf) / (n×I)。
电阻在电路中会消耗功率发热,计算公式为:
P = I² × R
例如 20mA 电流、440Ω 电阻 → P = 0.02² × 440 = 0.176W。
实际选型时,电阻的额定功率必须留有余量。行业惯例是按实际功耗的 2 倍来选功率档。上例中 0.176W × 2 = 0.352W,向上取整选 1/4W(0.25W)不够,应选 1/2W。常见功率档有 1/8W、1/4W、1/2W、1W。如果算出来功耗接近 1/4W,强烈建议直接上 1/2W,散热余量更大,电阻不易过热变色。
⚠️ Vf 不是固定值:LED 的正向压降会随结温升高而略微下降(约 −2mV/°C),高温环境下电流会增大,设计时需预留余量。
⚠️ 多灯并联必须独立限流:直接并联多颗 LED 共用一个电阻是常见错误,Vf 差异会导致"抢电流",某颗先坏。
⚠️ 贴片 LED 注意散热:0805/1206 封装的 LED 自身散热能力有限,电流不宜超过 20mA,否则光衰加速。
⚠️ 高压场景注意安全间距:220V 交流驱动 LED 必须使用隔离电源或恒流驱动模块,严禁直接用电阻限流,触电风险极高。
⚠️ PWM 调光:如果需要调节亮度,使用 PWM 信号控制 MOSFET 或三极管开关,而不是直接改变限流电阻值——改变电阻会导致电流偏离设计值。
免责声明:本工具基于理想电路模型计算,实际 Vf 受结温、批次、老化等因素影响会有偏差。多灯并联建议每灯独立限流电阻。高压场景请使用隔离电源或专业恒流驱动。计算结果仅供参考,不构成工程决策依据。精密或安全关键场景请以元器件数据手册和实测为准。
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