Я работаю над проектом RGB LED. Я использую это в качестве источника питания: https://www.sparkfun.com/products/114 . Он использует LM317, который, согласно техническому описанию, может подавать до 1,5 А. Я использую следующие светодиоды: http://www.adafruit.com/products/314
И блок питания, который я использую, это 12 В постоянного тока 2 AMP.
Вот в чем проблема. Если у меня горят только все красные части светодиодов (у меня их 8), то примерно через минуту регулятор напряжения становится слишком горячим, чтобы до него можно было дотронуться, и я отключил его, когда он начал странно пахнуть. Я прикрепил монету к части радиатора регулятора напряжения (знаю, это не очень хорошо, но я все еще жду, когда прибудут какие-нибудь подходящие радиаторы, которые я заказал), и примерно через минуту она тоже стала слишком горячей, чтобы ее можно было коснуться.
Как это может быть? Каждая красная часть светодиода потребляет 20 мА, умножая на 8, получаем 160 мА. Значит, схема не потребляет слишком много тока, не так ли? Я использую резисторы 150 Ом для каждого светодиода.
Почему так сильно греется, и что я делаю не так?
Спасибо
(Кроме того, если я включил все красные, зеленые и синие части всех 8 светодиодов, регулятор напряжения сильно нагрелся)
(Я только что читал об использовании «переключающих» регуляторов, поскольку они производят меньше тепла, не лучше ли это?)
Линейный регулятор рассеивает тепло пропорционально величине напряжения, которое он должен упасть, и величине тока, протекающего через него.
Входное питание = 12 Вольт
Вариант А:
Выход V out = 3,3 В
V f red = 2,1 В
Ток = (V out - V f ) / R = 7,5 мА на светодиод = 60 мА общая
Мощность, рассеиваемая регулятором, P = (V вход - V выход ) x I = 522 мВт
В этом случае линейный регулятор рассеивает более половины ватта. Добавьте зеленый и синий каналы, и рассеяние увеличится в три раза.
Вариант Б:
Выход V out = 5 В
V f red = 2,1 В
Ток = (V out - V f ) / R = 19,33 мА на светодиод = 154,67 мА общая
мощность, рассеиваемая регулятором, P = (V input - V out ) x I = 1082,67 мВт
В этом случае линейный регулятор рассеивает более 1 Вт. 1 Вт — это значительная мощность, излучаемая в виде тепла. Регулятор становится слишком горячим для прикосновения в этом случае. Добавление зеленого и синего каналов сделает ситуацию намного хуже.
Рекомендации:
Проблема:
Вы питаете LM317 12 В, и он генерирует выходное напряжение 5 В при 160 мА.
Итак, 12 В - 5 В = 7 В при 160 мА, которые lm317 должен рассеивать (тепло).
P(ватт) = I * U
= 0,160 А * 7 В
= 1,12 Вт тепла
В техническом описании LM317 сказано:
Тепловое сопротивление перехода к корпусу составляет 5 °C/Вт
Тепловое сопротивление перехода к окружающей среде составляет 80 °C/Вт (без радиатора),
поэтому общее тепловое сопротивление составляет: 85 °C/Вт.
Повышение температуры составляет: 1,12 Вт * 85 °C/Вт = 95,2 °C.
При температуре в помещении 21 °C температура корпуса составит 116,2 °C.
LM317 имеет защиту, поэтому он начинает отключаться при перегреве.
Рекомендации:
Вам действительно нужен лучший радиатор ИЛИ более низкое потребление тока ИЛИ более низкое входное напряжение ИЛИ ...
Да, LM317 может работать с током до 1,5 А, но при понижении напряжения с 12 В до 5 В ему необходимо избавиться от 10,5 Вт тепла! Это невозможно сделать без существенного радиатора.
Даже при 160 мА, которые потребляют ваши красные светодиоды, регулятор рассеивает более 1 Вт. Его температура будет повышаться до тех пор, пока количество тепла, передаваемого воздуху, не сравняется с количеством тепла, выделяемого. Если площадь поверхности, на которой это может произойти, невелика, температура быстро поднимется выше максимального номинала устройства. Монета добавляет немного площади (и немного тепловой массы), но этого недостаточно.
Указанный максимальный ток, который может обеспечить LM317, требует, чтобы вы предоставили чипу возможность избавляться от тепла, которое он должен производить, чтобы «выкипятить» разницу напряжений. Вы не говорите, какое выходное напряжение у LM317, я полагаю, 5В. Это означает, что каждая часть светодиода, которую вы включаете, заставляла LM317 рассеивать 0,02 * (12 - 5 ) = 0,14 Вт. Корпус TO220 без дополнительного радиатора может рассеивать ~1 Вт (но будет греться!). Для 24 светодиодных деталей это 3,4 Вт. Это требует приличного радиатора для LM317.
Радиатор можно рассчитать так же, как резистор. Вы хотите рассеять 4 Вт при разнице температур, скажем, в 40 градусов C. Следовательно, вам нужен радиатор (максимум) 40 градусов / 4 Вт = 10C/Вт. Это не очень большой.
Вы не дали подробностей о своей схеме, но могли быть и другие варианты
использование блока питания с выходным напряжением 9 В вместо 12 В или даже с выходным напряжением 5 В
если вы используете драйверы с открытым коллектором в стиле 2803: питайте светодиоды напрямую от 12В. Это не уменьшит общую рассеиваемую мощность, но распределит ее по всем резисторам.
используйте небольшой импульсный преобразователь для получения 5В
(Я исключил предложение о последовательном соединении светодиодов одного цвета, потому что это невозможно с RGB-светодиодами, а Лойд, похоже, хочет управлять светодиодами по отдельности.)
Энди ака
Спайки