Почему мой резистор нагревается?

В настоящее время я использую резисторы серии 150R для ограничения тока для каждого сегмента на 7-сегментном дисплее. Я выбрал 150R, потому что все онлайн "светодиодные резисторные калькуляторы" предлагают это значение. Блок питания 5 В / 2,5 А.

В техническом описании этих дисплеев (Kingbright SC52-11EWA) указано, что у светодиодов прямое напряжение 2,0 (не более 2,5).

Для тестирования у меня только один сегмент подключен к резистору. Почему-то через несколько минут резистор сильно нагревается / нагревается. Сами дисплеи не нагреваются.

Когда я использую резистор 330R, он все еще немного теплый, но чуть круче, чем 150R. Тем не менее, дисплей тогда заметно тусклее, особенно при просмотре в течение дня.

У меня никогда не было проблем с нагревом резисторов при включении светодиодов.

Что я делаю неправильно?
Какое значение резисторов я должен использовать?

Я приложил изображение макета, если это уместно (дисплей намного ярче, чем вспышка, вспышка просто делает его тусклым).

тестовое задание

led resistors heat

— user9993
источник

Причина, по которой становится тепло, очевидна wasted energy = heat.

— haneefmubarak

Почему это "очевидно"? У меня не было этой проблемы раньше с питанием светодиодов от 5v.

— user9993

Это очевидно, потому что резисторы тратят лишнюю энергию, превращая ее в тепло. Поэтому вместо того, чтобы спрашивать, почему становится жарко, было бы разумнее спросить, почему столько энергии тратится впустую до такой степени, что вы можете ее почувствовать.

— haneefmubarak

Это очевидно, потому что это единственный возможный источник энергии для нагрева резистора. Для такого случая постоянного напряжения мощность, преобразованная в тепло, обратно пропорциональна величине сопротивления. Таким образом, резистор на 330 Ом рассеивает половину тепла. Повышение температуры вдвое зависит от физических параметров, которые вы нам не дали. Вы ранее использовали полуваттные резисторы или мультиплексировали дисплей?

— Джо Хасс

@ ScottSeidman - нет, вы ошибаетесь. Он будет генерировать в два раза больше тепла при том же токе. Но ток будет меньше чем вдвое меньше. В конце концов он будет генерировать половину тепла - простой способ сравнения - это V ^ 2 / R, так как V почти постоянен, мы просто видим 1 / R при сравнении двух резисторов.

— Крис Страттон

Ответы:

Это можно легко рассчитать.

Напряжение питания составляет 5 В, а светодиод падает на 2 В. Это оставляет 3 В на резисторе. 3 В / 150 Ом = 20 мА, что является типичным максимальным током для небольших светодиодов. Это означает, что светодиод работает правильно.

Теперь посмотрим на рассеиваемую мощность. 20 мА х 3 В = 60 мВт. Это вполне соответствует тому, что выглядит как резистор "1/4 Вт" на вашей картинке. Опять все хорошо.

Выкопайте таблицу данных для резистора и посмотрите, как сильно он может нагреться, если бы вы на самом деле рассеивали его на 1/4 Вт. Возможно, это будет в диапазоне 150-200 ° C. Даже при 150 ° C для 250 мВт и при температуре 20 ° C для окружающей среды у вас будет 130 ° C / 250 мВт = 520 ° C / Вт. Поэтому 60 мВт нагревают резистор до 31 ° C, что вы определенно можете почувствовать. Если начинать с 20 ° C, тогда резистор будет при 51 ° C или 124 ° F. Поэтому вполне логично, что вам будет тепло или почти жарко.

— Олин Латроп
источник

Смею предложить улучшить ответ, сначала быстро решив основной вопрос, а именно: «Почему мой резистор нагревается?» потому что, возможно, ОП не хватает этой самой базовой информации. Любой резистор как-то рассеивает энергию, и большинство (если не все) из них вырабатывают тепло. Иногда это тепло настолько мало, что остается незамеченным, а иногда оно очень заметно, но все резисторы до некоторой степени нагреваются, когда через них проходит ток.

— Дакатин

Расчет тепловой мощности прост; предсказывать повышение температуры немного сложнее, поэтому я подумал, что это стоит эксперимента. У меня какое-то время был резистор на 150 Ом на 1/4 Вт, подключенный к источнику питания 3.3 В, и я с трудом различаю его тепло. Я подумала, что провода и зажимы могут нагревать их, поэтому я оборвала провода и вставила их в макет - возможно, это грелка для волос, но все же не на том уровне, который я бы заметил, если бы не ожидал этого. Мой коллега думает, что, может быть, он это почувствует, если на мгновение изолирует резистор пальцем.

— Крис Страттон

попробуйте использовать резистор с большей мощностью. если вы в настоящее время используете 1/4 Вт 150R, попробуйте 1/2 Вт того же сопротивления.

— Мигель Р
источник

Добро пожаловать в EE.SE, Мигель. Если вы прочтете другой ответ - опубликованный пять лет назад - вы увидите, как рассчитать энергию, рассеиваемую в резисторе, и некоторые рекомендации по оценке ожидаемого рассеяния. «Инженерный» аспект сайта подразумевает выполнение проектных расчетов.

— Транзистор