이 계산기로 할 수 있는 것
이 계산기는 동일한 직렬 스트링 여러 개를 병렬로 연결해 만드는 LED 어레이를 설계해 줍니다. 각 스트링은 여러 개의 LED가 직렬로 연결되고, 여기에 전류 제한 저항 하나가 붙는 구조입니다. 계산기는 필요한 저항값, LED와 저항 사이의 전압 분배, 어레이 전체가 끌어쓰는 총 전류, 그리고 각 저항과 어레이 전체에서 소비되는 전력을 구해 줍니다.
사용 방법
공급 전압, LED 1개의 순방향 전압, 스트링당 원하는 전류(mA), 스트링 하나에 직렬로 연결할 LED 개수, 병렬로 연결할 스트링 수를 입력하세요. 각 스트링에 필요한 저항값을 알려 주며, 공급 전압이 너무 낮아 선택한 개수의 LED를 켤 수 없는 경우에는 경고 메시지를 표시합니다.
공식 설명
한 스트링의 LED들은 \(n \times V_f\) 만큼의 전압을 떨어뜨립니다. 저항은 나머지 전압, 즉 \(V_{\text{공급}} - n\cdot V_f\) 를 떨어뜨리면서 스트링 전류 \(I\) 를 흘려야 합니다. 옴의 법칙에 따라 $$R = \dfrac{V_{\text{공급}} - n\cdot V_f}{I}$$ 가 됩니다. 병렬로 연결된 각 스트링은 자기 몫의 전류를 흘리므로, 어레이의 총 전류는 단순히 스트링 수 \(\times I\) 이고, 총 전력은 \(V_{\text{공급}} \times I_{\text{총}}\) 입니다.
계산 예시
공급 전압 12 V, 2 V짜리 LED 3개, 스트링당 20 mA, 스트링 2개라고 가정해 봅시다. LED 전압 강하 $$= 3 \times 2 = 6\ \text{V}.$$ 저항 전압 강하 $$= 12 - 6 = 6\ \text{V}.$$ $$R = \dfrac{6}{0.02} = 300\ \Omega.$$ 총 전류 $$= 20 \times 2 = 40\ \text{mA}.$$ 저항 1개당 전력 $$= 6 \times 0.02 = 0.12\ \text{W},$$ 어레이 전체 전력 $$= 12 \times 0.04 = 0.48\ \text{W}$$ 입니다.
자주 묻는 질문
왜 스트링마다 저항을 따로 두나요? LED의 순방향 전압은 개체마다 미세하게 다르기 때문에, 저항 하나를 공용으로 쓰는 것보다 스트링마다 저항을 두는 편이 전류를 훨씬 고르게 나눠 줍니다.
저항의 정격 전력(와트)은 어떻게 고르나요? 안전 여유를 위해 계산된 저항 1개당 전력의 최소 2배 이상 정격을 가진 저항을 선택하세요.
저항값이 음수로 나오면 어떻게 하나요? 공급 전압이 LED 순방향 전압의 합보다 낮다는 뜻입니다. LED 개수를 줄이거나 더 높은 공급 전압을 사용하세요.
