사용 방법
- 전원 전압 입력
회로에 공급되는 전원 전압(V)을 입력합니다.
- LED 정보 입력
LED의 순방향 전압(Vf)과 정격 전류(mA)를 입력합니다.
- 결과 확인
계산하기 버튼을 클릭하면 필요한 저항값과 가장 가까운 표준 저항값이 표시됩니다.
LED 직렬 저항이란?
LED(발광 다이오드)는 정해진 순방향 전압(Vf)을 넘어서면 전류가 기하급수적으로 급증하는 비선형 소자입니다. 자체적으로 전류를 제한하지 못하기 때문에, 전원에 LED만 직접 연결하면 과전류가 흘러 순식간에 타버립니다.
이를 막기 위해 LED와 직렬로 연결하는 전류 제한 저항이 LED 직렬 저항입니다. 저항이 전원 전압과 LED 순방향 전압의 차이(여분 전압)를 떠맡아, LED에 흐르는 전류를 정격값(보통 20mA)으로 고정합니다.
어디에 쓰이나
- 전원 표시등, 상태 LED 등 단순 점등 회로
- 아두이노·라즈베리파이 GPIO에 LED 연결 시
- LED 스트립, 간판, 무대 조명의 전류 설계
계산 공식
옴의 법칙에서 유도된 LED 직렬 저항 공식은 다음과 같습니다.
R = (Vs - Vf) / If
- Vs: 공급(전원) 전압 (V)
- Vf: LED 순방향 전압 (V)
- If: LED 순방향 전류 (A) — mA는 1000으로 나눠 환산
예를 들어 5V 전원에 Vf 2V, If 20mA인 빨간 LED를 연결하면 R = (5 - 2) / 0.02 = 150Ω이 됩니다. 저항의 소비 전력은 P = (Vs - Vf) × If = 3V × 0.02A = 0.06W이므로 1/4W(0.25W) 저항이면 충분합니다.
자주 묻는 질문
LED에 저항이 필요한 이유는 무엇인가요?
LED는 전류 제한 기능이 없어서 과전류가 흐르면 즉시 손상됩니다. 직렬 저항은 전류를 적정 수준으로 제한하여 LED를 보호합니다. R = (Vs - Vf) / If 공식으로 필요한 저항값을 계산합니다.
LED 순방향 전압(Vf)은 어떻게 확인하나요?
LED의 데이터시트에서 확인하는 것이 가장 정확합니다. 대략적인 값으로 빨강은 약 2V, 노랑·녹색은 약 2.1~2.2V, 파랑·흰색은 약 3.0~3.5V입니다. 색(파장)이 짧을수록 Vf가 높아집니다.
E24 표준 저항이란 무엇인가요?
E24는 IEC 60063 표준에 정의된 24개의 기본 저항값 시리즈입니다. 10, 11, 12, 13, 15, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 30, 33, 36, 39, 43, 47, 51, 56, 62, 68, 75, 82, 91을 기본으로 하며 이들의 10배수(×10, ×100, ×1k, ×10k)도 표준값입니다. 실제 시중에서 구매 가능한 저항은 이 표준값들입니다.
LED에 흐르는 전류가 너무 크면 어떻게 되나요?
과전류가 흐르면 LED가 과열되어 수명이 단축되거나 즉시 파손됩니다. 일반적인 표시용 LED의 정격 전류는 20mA이며, 고휘도 LED는 더 높은 전류를 허용합니다. 항상 데이터시트에 명시된 최대 순방향 전류 이하로 사용해야 합니다.
계산값과 다른 저항을 써도 되나요?
계산값보다 큰 저항을 쓰면 전류가 줄어 LED가 조금 어두워질 뿐 안전합니다. 그래서 정확한 계산값이 없을 때는 한 단계 높은 E24 표준값을 고르는 것이 안전합니다. 반대로 계산값보다 작은 저항은 과전류 위험이 있어 피해야 합니다.
저항의 소비 전력(와트)은 왜 중요한가요?
저항은 떠맡은 여분 전압만큼 전력을 열로 소비합니다. P = (Vs - Vf) × If로 계산하며, 이 값이 저항의 정격 전력을 넘으면 저항이 타버립니다. 계산된 소비 전력의 2배 이상 정격(예: 0.06W면 1/4W 저항)을 고르는 것이 안전 여유입니다.
여러 개의 LED를 연결할 때 저항은 어떻게 계산하나요?
직렬 연결 시 각 LED의 Vf를 모두 합산해 공식의 Vf 자리에 넣고 저항 하나로 계산합니다(단, 합산 Vf가 Vs보다 작아야 함). 병렬 연결 시에는 LED마다 별도의 저항을 다는 것이 권장됩니다. 하나의 저항으로 병렬 LED를 묶으면 개체 편차로 전류가 한쪽에 몰릴 수 있습니다.
전원 전압이 LED 순방향 전압과 거의 같으면 어떻게 하나요?
Vs와 Vf의 차이가 너무 작으면 (Vs - Vf)가 작아져 필요한 저항값이 매우 작아지고, 전압 변동에 전류가 크게 흔들려 불안정해집니다. 일반적으로 Vs는 Vf보다 최소 1~2V 이상 높게 잡는 것이 안정적인 설계입니다.
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