Эффективно ограничивайте ток светодиода без потери мощности

Предположим, у меня есть 3 светодиода с прямым напряжением 3,3 В и номинальным током 300 мА. Все светодиоды включены последовательно, и у меня есть источник питания 12 В. Когда я последовательно подключаю резистор для ограничения тока, он потребляет много энергии.

Расчеты:

Напряжение через светодиоды = 3.3 в * 3 "=" 9,9 В

Падение напряжения на резисторе= 12 в − 9,9 в "=" 2.1 В

Значение резистора для 300 м А "=" 2.1 в / 0,3 А "=" 7 Ом

Потери мощности через резистор "=" 7 * 0,3 "=" 2.1 Вт

Мне нужно уменьшить эту потерю мощности. Есть ли способ с MOSFET или BJT транзисторами? Я прочитал это http://www.instructables.com/id/Power-LED-s---simplest-light-with-constant-current/ . Но я не понимаю, как вычислять значения. Вот схема на указанном выше сайте.Схема ограничения тока

Мне не нужно именно это. Мне нужен правильный способ сделать это.

Этот ответ может быть полезен, особенно последняя часть о мощных светодиодах. Если это не так, позвольте мне спросить вас, почему вам нужно уменьшить потери мощности. Приведенная выше схема не уменьшит потери мощности, а распределит их по разным частям (в основном по полевым транзисторам).
… и вы можете добиться такого же распределения потерь, подключив, например, четыре резистора 7/4 Ом последовательно. Преимущество приведенной выше схемы в том, что она фактически является источником тока (или стоком, в зависимости от того, как вы на это смотрите) и меньше зависит от фактического напряжения питания.
Схема, которую вы предоставили с веб-сайта, не будет работать, она только ограничивает ток, но не избавляет от потери мощности. Единственный способ сделать это - переключить ток через индуктор вместо резистора. Вероятно, вы могли бы сделать это даже без индуктора, вам просто нужно достаточно быстро включать / выключать транзистор. Вы захотите найти «переключающий светодиодный драйвер» или «светодиодный драйвер с понижающим режимом».
Насколько я знаю, ЕДИНСТВЕННЫЙ способ уменьшить потери мощности (по сравнению с использованием резистора или источника тока, как показано здесь) — это использовать импульсный стабилизатор. Это намного сложнее, и для этого вам понадобится какой-нибудь чип.
Ваши ожидания эффективности и простоты, к сожалению, очень наивны и неосуществимы. Я полагаю, что максимальная эффективность и энергоэффективность могут быть достигнуты только тогда, когда напряжение питания соответствует нагрузке, а для максимальной эффективности работают значительно ниже номинальных токов. Было бы намного эффективнее работать при 3 В на светодиод, чем при 3,3 В, а затем использовать больше светодиодов для достижения требуемого уровня светового потока.
КСТАТИ . re Потеря мощности через резистор = 7 * 0,3 = 2,1 Вт. НЕВЕРНО , что падение напряжения на резисторе 2,1 В, низкая мощность составляет 2,1 * 0,3 = 0,63 Вт. т.е. эффективность 82%.

Ответы (3)

Схема, которую вы указали, не снижает потери мощности. Он просто заменяет ваш постоянный резистор на ограничитель тока, который обеспечивает приближение к 300 мА или тому, что вам нужно, в широком диапазоне прямых напряжений светодиодов и напряжений питания.

Таким образом, ограничитель тока на самом деле является просто интеллектуальным резистором и по-прежнему будет рассеивать такое же тепло, как и простой ограничительный резистор.

Чтобы иметь малое энергопотребление, вам нужна схема, которая использует какое-то регулирование режима переключения для создания необходимого тока в светодиодах с высоким коэффициентом преобразования эффективности.

ОБНОВЛЯТЬ

Кстати, ваша математика неверна.

Вы заявили..

Потери мощности через резистор "=" 7 * 0,3 "=" 2.1 Вт

Это неверно, это формула для падения напряжения на резисторе = 2.1 В

Потери мощности через резистор "=" 2.1 * 0,3 "=" 0,63 Вт

Вы уже работаете с эффективностью 82%.

С импульсным регулятором тока вы можете увеличить его на несколько процентилей, но оно того не стоит. Тем не менее, разумно использовать ограничитель тока, а не полагаться на резистор.

что лежит в основе такого регулятора? можно ли сделать такой регулятор без микросхемы?
@ultimatex вам понадобится какая-то микросхема драйвера, в сети есть различные драйверы.
@ultimatex даже тогда вы можете получить только 85% эффективности по сравнению с вашими нынешними 82%.
@ultimate смотрите мой обновленный ответ.
Мне жаль. Я понял. Спасибо, что показали мне. И я узнал о понижающих преобразователях, и они очень эффективны, как вы упомянули.

Из того, что я понимаю об этой схеме, так это то, что когда напряжение R3 превышает напряжение, необходимое для включения Q1, затвор Q2 будет притянут к GND, и Q2 будет выключен.

Следовательно, никогда не будет напряжения выше, чем на R3. Предположим, что напряжение для включения Q1 составляет примерно 0,7 В.

Теперь, если мы хотим ограничить ток через резистор, например, до 0,3 А, вы можете рассчитать, каким должно быть R3. R = U / I = 0,7/0,3 = 2,33 Ом.

Номинальная мощность должна быть такой, чтобы она могла рассеивать P = I ^ 2 * R = (0,3 А) ^ 2 * 2,33 Ом = 0,21 Вт.

Хороший ответ! Некоторые предложения: R3 и его рассеиваемая мощность кажутся правильными для функции ограничения тока схемы. До общего рассеяния MOSFET будет управлять током, распределяя падение напряжения - стоило бы упомянуть об этом. И, возможно, используя функцию cite_'”', чтобы выделить вопрос оригинального плаката (OP). О первом расчете OP - речь идет о рассеянии на простом резисторе «R», но было бы неплохо упомянуть, что есть ошибка при расчете R_power, и общее значение такое же, как при использовании простого резистора или показанной схемы ограничения тока.
@EJE Спасибо за ваш комментарий, я думаю, что это ценное дополнение. Действительно, на Mosfet будет падение напряжения, и впоследствии он будет нагреваться, и его также необходимо правильно оценить (и охладить). Не стесняйтесь улучшить ответ.

Можно добавить еще один светодиод и тем самым уменьшить падение напряжения на резисторе. Или выберите другой светодиод с большим прямым напряжением, например: 3,5–3,9 В.

Потому что потери мощности прямо пропорциональны падению напряжения на резисторе.

Р = U х I

В твоем случае

Р = 2,1 В х 0,3 А

Р = 0,63 Вт

с большим прямым напряжением (светодиод с прямым напряжением 3,9 В) Последовательно 3 x 3,9 = 11,7 В, тогда оставшееся напряжение составляет 12 - 11,7 = 0,3 В на резисторе.

Затем:

Р = 0,3 В х 0,3 А

Р = 0,09 Вт

Хороший момент, чтобы указать на ошибку в расчете рассеиваемой мощности резистора. Предложение добавить четвертый светодиод имеет смысл. Однако это делает ток слишком чувствительным к изменениям напряжения питания. Любое небольшое изменение напряжения питания 12 В приведет к значительному изменению тока светодиода. Простое использование резистора, который может выдерживать 0,63 Вт, или использование нескольких резисторов последовательно или параллельно для распределения мощности звучит как лучшее решение для меня.
Эффективно ограничивайте ток светодиода без потери мощности
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 4v