Как дешево управлять светодиодом 700 мА?

XY проблема.

Лучшим эффективным решением с точки зрения мощности и стоимости для управления светодиодной нагрузкой 1 А является использование микросхемы драйвера светодиодов. Есть из чего выбирать; Diodes Inc PAM2804, вероятно, удовлетворит ваши потребности. Он поддерживает затемнение PWM. Эти чипы очень недороги (около 15 центов по цене Digi-Key, вдвое меньше по объему). С этим чипом можно последовательно подключить до 3 ИК-светодиодов, поскольку его избыточное напряжение составляет всего 100 мВ.

И если вы думаете, что 15 центов — это «дорого», подумайте о проблемах с температурой и эффективностью, которые вам не придется решать с помощью этой ИС, и их стоимости, если вы не использовали ее и пошли линейно. Намного больше, чем 15 центов.

Независимо от выбранного вами метода привода, существует проблема с использованием прерывания ШИМ для управления затемнением: это может взаимодействовать с вашим захватом кадра, вызывая стробирование . Вы не будете довольны результатом, если будете использовать прямую ШИМ: на вашем изображении будут горизонтальные полосы из-за взаимодействия скользящего затвора датчика и пульсирующего света светодиода. Этот эффект является бичом видеооператоров во всем мире, и я уверен, что вы не хотите этого в своей камере ночного видения.

Вместо этого рассмотрите возможность использования метода управления постоянным током для изменения тока светодиода. Как это сделать? Самый простой способ — использовать современный ЦАП, такой как Maxim DS4432 . Это устройство управляется I2C и может подавать или отводить ток на любой узел. Это похоже на цифровой потенциометр (еще один метод для рассмотрения), но использует ток, что делает его более гибким. Он крошечный. При цене Digi-Key около 1 доллара это может быть немного дорого. Microchip производит цифровые горшки I2C, которые стоят около 50 центов Digi-Key.

Более сложный, но более дешевый способ — использовать выход ШИМ ESP8266 и отфильтровать его, чтобы создать источник тока с ШИМ-управлением для настройки привода. Это будет означать операционный усилитель, транзистор и некоторые пассивы. Возможно, вы даже сможете сделать это, используя только транзисторы, в качестве модификации вашего источника тока, который вы предлагаете.

Еще один способ заключается в выборе драйвера светодиодов, поддерживающего регулировку яркости по напряжению, например, MPS MP2410A . Затем возьмите ШИМ и используйте пассивный фильтр нижних частот для создания сигнала затемнения. Используйте высокочастотный ШИМ, чтобы минимизировать пульсации и размер компонентов. Однако часть MPS определенно дороже, чем PAM2804.

Я читал о методе ограничения тока с помощью 2-х транзисторов (схема прилагается ниже).

Все линейные решения, резисторные или любые другие, будут иметь одинаковую эффективность.

Если вы запустите светодиод на 1 А, он будет потреблять 1 А от 5 В, так что это 5 Вт. Если на светодиоде есть 1,6 В, то на регуляторе тока (каким бы он ни был) будет 3,4 В, поэтому светодиод получит 1,6 Вт, а регулятор тока будет сжигать 3,4 Вт в виде тепла.

Вы можете подключить два светодиода последовательно, чтобы получить общее напряжение 3,2 В, и использовать резистор с меньшим номиналом. Таким образом, вы используете больше энергии на светодиодах и меньше тратите на резисторы.

Или вы могли бы получить драйвер переключения светодиодов .

У вас слишком много вопросов в одном посте, но я попробую.

Вы рассчитали рассеяние на резисторе, как если бы это была единственная нагрузка, подключенная к источнику питания 5 В. Светодиод упадет примерно на 1,5 В, поэтому резистор не увидит полных 5 В. Он все равно будет сильно рассеивать, около 2,45 Вт.

Что касается транзисторной цепи постоянного тока, то она по-прежнему должна рассеивать те же самые 2,45 Вт. Так же неэффективно, как простой резистор. Кроме того, для работы ему требуется некоторая мощность, поэтому он будет немного хуже, чем простой резистор.

На самом деле вы не можете выбрать hfe, вы просто получаете с завода транзисторы с совершенно разными допусками, поэтому в целом хорошая конструкция работает с любым значением hfe, которое имеет транзистор. Таким образом, R1 устанавливает ток до того, как Q2 включится, предполагая предел 0,7 А и 0,7 В на базе, это 1 Ом. Тогда он будет рассеивать 0,7 Вт. Это оставляет около 2,8 В на Q1 при 0,7 А, рассеивание около 2 Вт, с чем транзистор не может справиться, поэтому вы можете прекратить расчеты, так как транзистор сгорит.

Если бы он выдерживал мощность, вы бы увидели из кривых, что при 700 мА типичный hfe составляет около 70, поэтому с хорошим запасом давайте использовать 50, поэтому доступный базовый ток должен быть не менее 14 мА, и из кривых, Ube составляет около 0,9 В, поэтому Vb будет около 1,6 В. Для питания от 5 В до 1,6 В при 14 мА требуется около 240 Ом для R1.

Допуск температуры будет составлять около 2 мВ / ° C, исходя из кривых, поэтому, если он действительно работает, он не будет слишком сильно дрейфовать.

Вы можете вдвое уменьшить свои потери, последовательно соединив два светодиода. Это даст вам комбинированное прямое падение напряжения от 2,8 до 3,2 В, снизив ваши резистивные потери примерно с 70% до примерно 40%.

1. Как выбрать ч _fe ?

Ваша схема не будет требовательна к h _fe . Вам просто нужно убедиться, что R1 обеспечивает достаточное смещение для включения Q1 до максимального требуемого тока.

2. Какие значения следует использовать для R1 и R2?

R2 легко.$R_2 = \frac V I = \frac {0.7} I$. Q2 начинает отбирать смещение у R1, когда его базовое напряжение возрастает примерно до 0,7 В.

База Q1 будет примерно 2 × 0,7 = 1,4 В, оставив около 3,6 В на R1. Ток базы около 1/20 от тока коллектора должен быть адекватным.

Какую мощность должен рассеивать транзистор BC337?

$P = VI = (V1 - V_{LED} - V_{R2}) I$. то есть$V_{Q1}\times I$.

Переносима ли чувствительность к температуре? (например, 0–30° по Цельсию.)

Я не могу думать о проблеме.

ESP8266 может выводить ШИМ-сигнал. Будет ли это полезно для цепи?

• Было бы полезно затемнить.
• Проверьте таблицу данных (ах, но я вижу AliExpress в ссылках на ваши вопросы, поэтому я уверен, что вы можете забыть о таблицах данных), но вы можете разрешить более высокий ток, если рабочий цикл ограничен. Это поможет вашей эффективности.