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限流电阻篇(一):限流电阻的作用
“就整流和滤波的基本过程而言，低压和高压是相同的。”张老师又画了个整流滤波电路，如图1，接着说：“问题的关键，是合上电源前，电容器上是没有电荷的，电压为0V，而电容器两端的电压又是不能突变的。就是说，在合闸瞬间，整流桥两端（P、N之间）相当于短路。因此，在合上电源时，就出现了两个问题：
图1 整流电路的合闸
第一个问题，是有很大的冲击电流，如图中的曲线①，这有可能损坏整流管。
第二个问题，是进线处的电压将瞬间下降到0V，如图中之曲线②所示。
这两个特点，高、低压整流电路完全一样。”张老师又画了起来，如图2。接着说：“瞧，低压整流电路是要通过变压器来降压的。变压器的绕组是一个大电感，它犹如一个屏障，能对合闸时的冲击电流起到限制作用，如图（a）中的曲线①。而变频器的整流电路中，就没有这样的屏障，冲击电流就要严重得多，如图（b）中之曲线①所示。
图2 高、低压整流电路的区别 （a）低压整流电路 （b）高压整流电路 （c）限流电路
至于进线侧的电压波形，其实，在低压整流电路中，变压器的副方电压，也同样要瞬间降到0V的，如图（a）中之曲线②。但反映到变压器的原方，这样的瞬间降压，就被缓冲了，如图（a）中之曲线③，对同一网络中的其他设备不构成干扰。
变频器整流电路中没有这样的缓冲，它进线电压就是电网电压。所以，在合闸瞬间，电网电压要降到0V，这将影响同一网络中其他设备的正常工作，通常称之为干扰。
所以，在整流桥和滤波电容之间，就需要接入一个限流电阻RL。至于它的原理，你该是明白的吧？”
“我来试试看吧，”小孙鼓足了勇气，说：“接入了限流电阻后，非但减小了通电时的冲击电流。并且，瞬间的电压降，也都降到限流电阻上了，电源侧的电压波形也解决了，真是一举两得啊。等到电容器上的电压上升到一定程度时，再把限流电阻短路掉，对吧？可是……”张老师正想夸赞小孙几句，没想到他又来了个“可是”，于是他耐性地等着小孙的下文。
“我曾经查看过几台变频器，发现短路器件（晶闸管或接触器）的大小是随变频器的容量而变的，但限流电阻的阻值和容量却差别不大，这是怎么回事呢？”
“说得好，也问得好。”张老师高兴地夸赞了小孙几句。
“我们通过具体例子来说明。”张老师一边说，一边画出了图3。然后说：“我们分开来说吧。先看限流电阻RL。严格地说，容量大的变频器里，整流管的允许电流也较大。滤波电容的容量也要大一些，限流电阻的阻值应该小一些，而容量（瓦数）应该大一些。但是，让我们举一个例子来看一下。假设所选用限流电阻的阻值RL＝50Ω，那么，即使电源电压等于振幅值ULM＝1.41×380＝537V，最大的冲击电流是多大呢？”
图3 限流电路里的电流
“只有10A多一点。”小孙说。
“还有，假设滤波电容的电容量是5000μF，充电时间有多长呢？”
小孙很快算了起来： T＝RLC＝50×5000＝250000μs＝250ms＝0.25s
“只有0.25s。”小孙抬起头来，说。
“那是充电时间常数，充电时间应该是它的3倍到5倍。”张老师更正说。“就是说，充电时间大约是0.75 s到1.25 s之间，笼统一点说，是1s左右吧。
这样的充电电流，和这样的充电时间，对于大多数规格的变频器来说，都是可以接受的吧？所以，生产厂家为了减少另部件的种类，采取了多种规格的变频器选用同一规格限流电阻的做法。
至于电阻的容量（瓦数），因为RL中通电流的时间很短，只有1 s，真正达到10A的时间更短。所以，一般说来，容量只要不小于20W就可以了。
再看旁路接触器KM。还是用具体例子来说明吧。
假设电动机容量是7.5kW，15.4A。配用变频器的容量是13kVA，18A。
一般说来，直流回路的容量和变频器的输入容量应该是相等的，当电源电压是380V时，直流电压的平均值是513V，那么，直流电流应该有多大呢？”张老师看着小孙，问。
小孙会意，马上在纸上算了起来：
“那就只有选标称值为30A的接触器了。”小孙不假思索说。
“要动动脑筋么。你想，这里用接触器的几个触点呀？”
“啊，”小孙拍着自己的脑袋说，“接触器的三个触点是可以并联起来用的，那就只要10A的接触器就可以了。”
张老师微笑着点了点头，又补充说：“不过，要是用晶闸管的话，还是要用30A的。”张老师略顿了顿，接着又问：“那么，要是电动机容量是75kW，139.7A。配用变频器的容量是114kVA，150A。该配用多大的接触器呢？”
这回小孙心里有底了，他很快地算了起来：
“应该选额定电流为80A的接触器。”小孙肯定地说。
“所以，你刚才提的问题不就解决了吗。”张老师笑嘻嘻地说。
“可是，限流电阻为什么会冒烟，并且烧断呢？”小孙问。
“就我所接触到的情况而言，烧断限流电阻的原因可能有三种。”张老师说。
“第一种可能，是限流电阻的容量选小了。因为在限流电阻中通入的电流是按指数规律衰减的，且持续时间很短，如图4所示。所以，其容量可以选得小一些。为了降低元器件成本，有的变频器生产厂家在决定限流电阻的容量时，常常取较小值。但实际上，流经限流电阻的电流IR是和限流电阻的阻值RL以及滤波电容器的电容量CF有关的。比较图（a）和图（b）知，RL大：则电流的初始值较小，但电流的持续时间长。比较图（b）和图（c）知：CF大，电流的持续时间将延长。所以，严格地说，RL的容量大小也应该根据具体情况适当调整。但如前所说，用户对滤波电容器的充电过程并无严格的要求。所以，对RL的阻值和容量也并无明确的规定。一般说来，如选RL≥50Ω，PR≥50W是不会有问题的。
图4 限流电阻的充电电流 （a）RL＝80Ω、CF＝1000μF （b）RL＝40Ω、CF＝1000μF （c）RL＝40Ω、CF＝2000μF
第二种可能，是滤波电容器变质了。凡是有电解质的器件，都有一个特点：你一直用它，它不容易坏。你总也不用它，它倒要坏了。你那台变频器在仓库里存放了一年多才拿出来，你应该先打开盖观察一下滤波电容器，看它是否‘鼓包’？甚至是否有电解液漏出？电解电容器变质的特征，首先是漏电流增大。一台长时间不用的变频器，突然加上高电压，电解电容器的漏电流可能是相当大的。你第一次合上电源时，变频器内冒烟，很可能就是电解电容器严重漏电，甚至已经短路。而直流电压难以充电到450V以上，短路器件不动作，限流电阻长时间接在电路里，它当然要冒烟、烧断了。”
“那……，变频器在仓库里时间放长了，就报废了？”小孙感到疑惑。
限流电阻篇(二):限流电阻和分压电阻的区别是什么
外观上没区别，都是电阻，分压和限流是根据具体场景来看的，元器件对电流有要求时，对电流设计时用电阻限流，同理元件对电压有要求时用电阻来调整电压。
任何电阻在任何位置，只要有电流的存在，都有限流和分压作用。我们主要看它所在的位置，担任的主要职能，给他加上合适的职称“限流”或者“分压”。限流的同时有分压，分压的同时有限流。
事物都是辩证统一的。任何电阻在任何位置，只要有电流的存在，都有限流和分压作用。我们主要看它所在的位置，担任的主要职能，给他加上合适的职称“限流”或者“分压”。限流的同时有分压，分压的同时有限流。 先举一个“限流”和“分压”分明的例子。 在有分支结构的电路中，通常就很分明。例如一个9V的电源，为了得到一个大约3V的电压供其他微型设备使用。我们可以这样做，取一个20欧姆和10欧姆串联接在这个电源上，从这个10欧姆电阻两端取出3V电压给外设备。那么这个10欧姆的电阻就该说是分压作用，不可以说成是限流。 再如，我们在做实验时，为了防止接线错误，我们通常接上一个保险丝，或者一个小阻值电阻，防止电流过大烧毁设备，这个保险丝(其实就是一个很小的电阻)或者电阻，在这里我们应该说成限流，而不可以说成分压，(其实我们真不希望它分压，可是它还是分去了很小的电压)。在做有滑动变阻器的实验时，我们通常也要串一只小电阻，这个电阻是一样的道理，取限流保护作用。 下面再举个不是很分明例子。 一个9V的电源，要点亮6V的小灯泡，需要串联一只电阻，需要它承担3V的电压，我们通常说这个电阻起到分压作用。
限流电阻篇(三):LED限流电阻的选择
LED限流电阻的大小计算（原创）
LED限流电阻的大小计算（原创）
很多时候电路中都用LED做指示，这就涉及到限流电阻，这个怎么选取呢？
可以举个例子,贴片蓝色LED
datasheet上参数如下
要注意理解LED Datasheet上的参数。最重要的三个参数如下：
VF——正向电压。这个正向电压是在IF=20mA的情况下取的，而VF的取值范围为（2.8，3.5）。
我们可以从正向电流和正向电压的关系曲线图中，根据所需要的的电流，而得知此IF下的正向压降，从而可以算出限流电阻的大小。
IF——正向电流。这个电流是不是任意选取呢？显然不可能，我们注意到LED参数中有一个DC Forward Current="30mA"这个参数，这个30mA是在最大额定值的情况下的值，显然我们平时使用时，不能让LED在、一直工作在最大额定值。所以IF≤30mA。再根据下图可以知道，电流大，LED发光强，但消耗的功率大。电流小，LED发光小，消耗的功率小。通常电路用LED是做指示用途，电路的总体功耗要控制，不能都消耗在指示灯上J 当然还要考虑电源的功率要满足后面电路功耗的要求，并且最好要有富裕。所以这个LED的正向电流我们选取20mA，正向压降为3.3V。
Peak Forward Current——最大电流峰值，只是指允许通过二极管的最大正向脉冲电流。发光二极管极限电流。（这是一个脉冲值，占空比1/10，0.1ms）。这不是说LED正向电流可以取这个值，这是一个极限电流，当超过这个极限时，LED可能会烧毁，所以一般电路都要求有限流电阻。
限流电阻可以根据下式计算：
选取IF=20mA，VF=3.3V，电源电压Vcc=5V:
通常取个好一点的值（也就是相近阻值的电阻），R=100Ω。
像LED这样的元件通常网上都找不到相对应的DataSheet，这时候可以根据经验，估算出限流电阻的大小。可以参考下面给出的参数：
参考一：
一般这样：
红绿LED的电压一般是1.8~2.4V，蓝白是2.8~4.2V
3mmLED的额定电流1~10mA5mmLED的额定电流5~25mA
10mmLED的额定电流25~100mA
如果散热良好，超过额定范围也不会有太大问题。
参考二：
极限参数 (Ta=25℃)
参数
红色
高亮红
黄绿色
黄色
蓝色
单位
反向电压
Vr
5
5
5
5
5
V
正向电流
If
20
20
20
20
20
mA
峰值电流
Ipeak
100
100
100
100
100
mA
功耗
Pt
120
105
105
105
200
mW
工作温度
Ta
-40~+80
-40~+80
-40~+80
-40~+80
-40~+80
℃
储存温度
Tsta
-40~+85
-40~+85
-40~+85
-40~+85
-40~+85
℃
光电参数 (Ta=25℃)
发光颜色
波长
(nm)
正向压降
IF=20mA (v)
反向电流
VR=5v(uA)
光强
IF=20mA(ucd)
λP
△λ
TYP
MAX
MAX
TYP
红色
660
90
2.25
2.5
20
10000
高亮红
645
20
1.8
2.0
20
12000
橙红
630
20
1.9
2.1
20
12000
黄绿色
570
30
2.2
2.5
20
10000
黄色
590
35
2.1
2.4
20
10000
蓝色
470
40
2.8
4.0
20
40000
来源于：http://blog.sina.com.cn/s/blog_569a20780100bhod.html
当然网上也有一些程序能直接计算限流电阻的大小，依据也是上述计算公式，也要知道正向压降或正向电流。
限流电阻计算
1） http://home.so-net.net.tw/chufamily/LED_rst/LED_rst.htm
2） http://led.linear1.org/1led.wiz
3） Current Limiting Resistor Calculator for Leds http://ledcalc.com/
4）ＬＥＤの抵抗値計算機
http://akizukidenshi.com/catalog/led/?V=12&IF=20&calc=%C4%F1%B9%B3%C3%CD%A4%CE%B7%D7%BB%BB&VF=9.9
这是多个LED的结合，注意要相加
七段数码管的限流电阻的计算也是同样原理。七段数码管是由7个完全相同的LED发光二极管组成的，所以也可以根据datasheet给出的正向压降和正向电流取值范围计算出限流电阻。
要注意的是七段数码管是共阴的（COM端接地），还是共阳的（COM端接电源）。上图给出了共阴七段数码管的管脚图，3、8管脚接地，其他管脚串接限流电阻在接驱动信号。
参考资料：
LED限流电阻阻值怎么算!!!
http://blog.ednchina.com/wang1jin/12775/message.aspx
驱动电路
http://www.lierda.com/product/sort_id/4/product_id/35/show_product_mode.html#92
LED公司
http://led.fangda.com/product.asp 沈阳市方大半导体照明有限公司
http://www.everluck-led.com深圳市永吉光电科技有限公司
http://www.b2bledproducts.com/
Absolute Maximum Ratings
The rated values that must not be exceeded even one moment to maintain the life and reliability of the product.
Recommended Operating Conditions
These are rules to ensure proper operation. These conditions must be absolutely followed.
If any one of the recommended operating conditions is exceeded, operation of the IC cannot be guaranteed. Take a measure to use within the rated values or select other appropriate ICs.
