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5V供电下多个发光二极管串联/并联接法及电阻选型指南
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5V供电下多个发光二极管串联/并联接法及电阻选型指南

5V系统中多颗LED的连接方式与电阻设计

当需要在5V电源下驱动多个发光二极管时，合理的连接方式能有效提升电路效率并延长使用寿命。以下是常见的两种连接方式及其电阻选型策略。

1. 串联连接方式

将多个LED首尾相连形成一条通路，适用于总压降低于电源电压的情况。

优点：

  • 只需一个限流电阻，节省元件。
  • 所有LED电流相同，亮度一致。
  • 适合驱动高亮度或长串灯带。

示例： 使用3个红色LED（每颗压降2.0V），总压降为6.0V，超过5V，不可行。

改进方案： 改用2个红色LED串联（总压降4.0V），则：

R = (5V - 4.0V) / 0.015A ≈ 66.7Ω → 可选68Ω电阻

此时电流约为14.7mA，安全且亮度良好。

2. 并联连接方式

每个LED独立连接至电源，各自配备一个限流电阻。

优点：

  • 单个LED损坏不影响其他灯工作。
  • 灵活控制每盏灯的亮度（通过不同电阻）。

缺点：

  • 需要多个电阻，成本略高。
  • 若电阻误差大，会导致亮度不均。

计算示例： 每个蓝色LED压降3.3V，电流15mA，电源5V：

R = (5V - 3.3V) / 0.015A ≈ 113.3Ω → 推荐120Ω

每个支路使用一个120Ω电阻，共需4个（假设4个并联）。

3. 混合连接：串并联组合

对于较多数量的LED，常采用“串并联”结构。例如：每组2个红色LED串联，再将3组并联。

  • 每组压降：2×2.0V = 4.0V
  • 总电流：3组 × 15mA = 45mA
  • 总电阻计算：
    R = (5V - 4.0V) / 0.015A ≈ 66.7Ω → 68Ω

仅需一个主电阻，可显著减少元件数量。

4. 高级建议

  • 使用恒流源驱动器替代电阻，特别适用于高功率或精密控制场景。
  • 在开发板或实验中，可用万用表实时测量电流，验证电阻是否合适。
  • 注意温度对LED压降的影响，高温下压降可能下降，需适当增加电阻值。
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