Не удается найти эффективный регулятор тока/напряжения для питания светодиодов

У меня есть 12-вольтовый 4-контактный сигнал RGB PWM с общим анодом, который используется для питания некоторых светодиодных лент, и я хотел бы использовать его для питания светодиода высокой мощности VL-H01RGB00302 Vollong 3 Вт RGB , который в основном представляет собой набор из 3 светодиоды:

forward current and voltage:
  Red:          400mA, 2.5V
  Green, Blue:  350mA, 3.4V

К сожалению, рассеивание тепла было бы серьезной проблемой, если бы я просто использовал резисторы: возможно, 10 Вт тратились впустую в виде тепла ((12–2,5 В) 400 мА + 2 (12–3,4 В) * 350 мА), что я ненавижу делать даже с радиатором. Я попробовал это на некоторых мощных резисторах, и они сильно нагреваются (горячая иллюзия миража).

Поэтому я несколько месяцев искал очень маленькую схему драйвера/регулятора (возможно, не более кубического дюйма), которая была бы очень эффективной и, следовательно, почти не выделяла тепла, и могла бы питаться от 12 В, не требуя собственного источника питания. Я представил, что смогу использовать импульсный (или другой высокоэффективный, например, 90-95%+ КПД, нелинейный) регулятор напряжения или тока и просто представить, что ШИМ-сигнал является источником питания. (Я бы предположил, что это сработало бы, если бы у него было быстрое время включения / выключения и не было встроенных конденсаторов для защиты от пульсаций или других механизмов.)

Я бы предпочел компонент с длинными контактами, которые можно просто осторожно согнуть и привинтить к соединительной стойке, и что-то с минимальным количеством проводов. Хотя святым Граалем этого был бы регулятор тока, я также рассматривал регулятор напряжения на 4,5 В ... но это все равно заставляет рассеивать около 2 Вт на резисторах.

Проблема в том, что я нигде не смог найти такое устройство. Почти все спецификации регуляторов, которые я вижу, скрывают их эффективность (или не дают информации, необходимой для ее определения для различных рабочих диапазонов). Эффективные, спецификации которых я нашел, я не могу найти, где заказать (погуглив название детали, я не могу их купить). Я также искал эффективные преобразователи постоянного тока и не смог найти ни одного (кроме одного, который я купил, который, к сожалению, не работал с ШИМ).

Итак, мой вопрос: как проще всего это сделать? Это те компоненты, которые я ищу? Где взять такие компоненты?

(Я мог бы сделать сложную схему, которая использует ШИМ в качестве входа для модуляции совершенно нового сигнала 3,4 В, но у меня минимальный опыт работы со сложными конструкциями, и из-за проблем с проводкой (придется повесить это), я бы предпочел просто оставить 12 В 4-контактный RGB PWM с общим анодом в качестве единственного электрического входа в систему, хотя я бы рассмотрел все простые решения.)

electronics.stackexchange.com/questions/56819/… может помочь. Кроме того, причина, по которой регуляторы «скрывают» свою эффективность, заключается в том, что эффективность является субъективной вещью, основанной на входном напряжении, выходном напряжении, потребляемом токе, колебаниях/фильтрации и т. д. У них обычно есть графики, которые показывают, какой будет эффективность. . Некоторые могут быть 95%, когда VIN-VOUT составляет 2~3В при токе 80%, или это может быть 60% при VIN-VOUT = 12В при потреблении тока 20%. Это не фиксированная сумма.
(Ранее я видел URL-адрес Passerby, но, к сожалению, он был больше ориентирован на абстрактные высокоуровневые детали проектирования такой схемы.)

Ответы (2)

Попробуйте использовать модуль PT78ST106V-ND для сквозного отверстия SIP-3. Это встроенный импульсный стабилизатор (ISR) с тремя выводами размером 1 x 1 дюйм, который имеет внутреннюю защиту от короткого замыкания и перегрева, а также хорошую регулировку линии и нагрузки.

http://www.digikey.com/product-detail/en/PT78ST106V/PT78ST106V-ND/323539

Количество выходов 1

Напряжение - вход (мин.) 10 В

Напряжение - вход (макс.) 38 В

Напряжение - Выход 1 6В

Напряжение - Выход 2 -

Напряжение - Выход 3 -

Ток — выход (макс.) 1,5 А

Вот PDF http://www.ti.com/lit/ds/slts059a/slts059a.pdf

Я не думаю, что есть много импульсных стабилизаторов, которые хорошо работают при питании от входной мощности ШИМ...
Быстрый поиск выявил некоторые переключающие устройства, которые все еще требуют постоянной входной мощности, но могут управляться ШИМ с помощью внешнего сигнала на выделенном контакте, см., например, LT3492 .
Довольно сложно найти пакеты с отверстиями, я охотился на сайте Linear. Большинство их новых продуктов, таких как LT3492, упомянутый Ханно, выглядят хорошим выбором. Также проверьте страницу поиска. Я предлагаю вам попробовать некоторые из пакетов TSSOP, так как пакеты DIP труднее найти на digi-key.
К сожалению, форм-факторы от Linear составляли 0,5 мм между контактами или около того, и требовался отдельный источник питания (я подумал, что, возможно, смогу сыграть трюк с диодом и конденсатором на землю, чтобы создать стабильный Vin). Продукт digikey, указанный в ответе, устарел и недоступен в местах, которые я проверял в Интернете. [продолжение]
[продолжение] Однако, исходя из вашей терминологии, я погуглил through hole led current (regulator OR driver)и нашел недавно выпущенный(?) компонент малого форм-фактора под названием sparkfun.com/products/9642 только с Vin и Vout, который, вероятно, автоматически определяет потребляемый ток и может быть PWMed . Я заказал его и вернусь к этому вопросу (возможно, с отдельным ответом), если он сработает. Спасибо!

Причина, по которой регуляторы «скрывают» свою эффективность, заключается в том, что эффективность является субъективной вещью, основанной на входном напряжении, выходном напряжении, потреблении тока, колебаниях/фильтрации и т. д. Обычно у них есть графики, показывающие, какой будет эффективность. Некоторые могут быть 95%, когда VIN-VOUT составляет 2~3В при токе 80%, или это может быть 60% при VIN-VOUT = 12В при потреблении тока 20%. Это не фиксированная сумма.

Найдите плату регулятора, найдите номер детали регулятора и проверьте, какой будет эффективность от 12 В на входе до 4 В на выходе при 1,2 А.

Что касается того, что вы можете сделать, это зависит от вашего источника 12 В. Если это похоже на большинство распространенных контроллеров / источников питания RGB, 12 В нерегулируется от источника питания через общий анод светодиодной ленты, а затем поступает на 3 отдельных транзистора или полевых МОП-транзистора. Вот и все. ШИМ-управление осуществляется путем модуляции вывода базы транзисторов. Секция управления ШИМ имеет собственный регулятор для понижения входного напряжения 12 В до 5 В или 3,3 В в зависимости от используемой схемы. На самом деле довольно простые вещи.

Зная это (И ПРОВЕРЯЯ, открыв контроллер), вы можете использовать регулятор напряжения меньшего размера, может быть, 7 В (зависит от регулятора секции управления ШИМ), и работать оттуда. Вам не нужно будет сильно изменять.

Другие варианты включают последовательное использование трех одинаковых светодиодов (поскольку похоже, что тот, который вы разместили, имеет отдельные контактные площадки для каждого цвета, а не общий анод).

Другая проблема заключается в том, что вы неправильно рассчитываете мощность (или я неправильно понимаю). Скажем, вы используете регулятор до 4 В. P = I * V. Для красного светодиода: VIN 4 В - 0,2 В транзистор коллектор-эммитер при падении насыщения (номинальное значение) - 2,5 В прямое падение напряжения светодиода = 1,3 В на резисторе * 0,4 А = 0,52 Вт для синего и зеленого , 4 В - 0,2 В - 3,4 В = 0,4 В * 0,35 А = 0,14 Вт (x2)

Это всего лишь (0,52 + 0,14 + 0,14) 0,8 Вт на 3 резисторах. Используя резисторы по 1 Вт для каждого, вы даже не заметите, как они нагреются.