Làm thế nào là thực tế rằng điện trở được sử dụng để hạn chế dòng LED tiêu tan một số năng lượng được giải quyết trong các ứng dụng chiếu sáng?

Đèn LED không thể được kết nối trực tiếp với nguồn điện - chỉ nối tiếp với điện trở giới hạn dòng điện. Điều đó có nghĩa là khi đèn LED được cấp nguồn, một phần năng lượng bị tiêu tán bởi đèn LED đó và một phần năng lượng bị tiêu tán bởi điện trở. Điều đó có nghĩa là một số năng lượng bị lãng phí.

Bây giờ giả sử tôi cần xây dựng một nguồn sáng mạnh mẽ - một vật cố ánh sáng trong nhà hoặc đèn pha ô tô - sử dụng đèn LED làm nguồn sáng. Tôi sẽ phải kết nối tất cả các đèn LED thông qua các điện trở.

Tôi đoán những điện trở đó sẽ lãng phí khá nhiều năng lượng.

Vấn đề này được giải quyết như thế nào khi sử dụng đèn LED để chiếu sáng?

Đèn LED muốn được cung cấp nguồn liên tục - tức là. một dòng điện cố định bất kể điện áp cần thiết để đạt được điều này. Trong thực tế cho các ứng dụng đơn giản, chúng tôi giả sử giảm điện áp chuyển tiếp cố định và sử dụng điện trở để đạt được dòng điện chính xác.

Tuy nhiên, với những thay đổi như biến đổi quá trình, nhiệt độ, v.v. điện áp chuyển tiếp và do đó dòng điện sẽ thay đổi. Đối với các ứng dụng đơn giản, đây không phải là vấn đề, nhưng đối với ứng dụng có công suất cao như bạn đề cập, điều này trở thành một vấn đề và vì vậy điện trở không được sử dụng.

Giải pháp là bao gồm thông tin phản hồi trong mạch. Là một phần của mạch điều khiển, dòng điện sẽ được đo và điện áp trên đèn LED được điều khiển để luôn giữ dòng điện ở giá trị mong muốn; như một phần thưởng hữu ích, điều này cũng cung cấp cho bạn khả năng làm mờ đèn LED bằng cách giảm dòng điện.

Như bạn chỉ ra, nếu chúng ta biến điện áp dư thừa thành nhiệt thì cuối cùng nó sẽ không hiệu quả (đây là một dạng của bộ điều chỉnh tuyến tính )

Giải pháp là sử dụng bộ điều chỉnh chuyển mạch, giúp bật điện áp hoàn toàn hoặc tắt hoàn toàn. Một tụ điện được sử dụng để "trung bình" điện áp này, và bằng cách thay đổi tỷ lệ thời gian bật với thời gian tắt, chúng tôi kiểm soát điện áp trung bình. Tất cả với hiệu quả 90% +.

Nếu bạn quan tâm, thì một mạch thường được sử dụng là bộ chuyển đổi buck

Và nếu bạn muốn tìm hiểu sâu, thì hai video này với Howard Johnson và Bob Pease cực kỳ hay,

Lái xe đèn LED công suất cao mà không bị cháy - Phần 1

Lái xe đèn LED công suất cao mà không bị cháy - Phần 2

Đèn LED có thể được kết nối trực tiếp với nguồn điện, chỉ cần nguồn điện này phải được điều chỉnh bằng dòng điện thay vì điều chỉnh điện áp phổ biến hơn.

Nguồn cung cấp năng lượng được sử dụng để có hiệu quả tốt khi chuyển đổi một điện áp và dòng điện sang sự kết hợp khác nhau giữa điện áp và dòng điện. Vì thời gian điện áp là dòng điện, nên điện áp x sản phẩm hiện tại không thể vượt quá điện áp x sản phẩm hiện tại. Trong thực tế, sẽ có một số không hiệu quả, do đó điện áp đầu ra x hiện tại sẽ nhỏ hơn một chút so với điện áp đầu vào x hiện tại. Hiệu quả 90% là khá tốt. Hiệu quả 95% là đặc biệt tốt. Nguồn chính tắt nguồn cung cấp năng lượng thường nằm trong phạm vi hiệu quả 80-90%.

Việc cung cấp năng lượng điều chỉnh điện áp hoặc dòng điện phụ thuộc vào cách tín hiệu phản hồi được dẫn xuất. Bộ nguồn sẽ cố gắng loại bỏ sự khác biệt giữa tín hiệu tham chiếu đầu vào và tín hiệu phản hồi. Nếu tín hiệu phản hồi tỷ lệ thuận với dòng điện đầu ra thì nó sẽ điều chỉnh dòng điện đó.

Để biết ví dụ về nguồn cung cấp năng lượng chuyển đổi điều khiển dòng điện thông qua một chuỗi đèn LED, hãy xem sơ đồ của đèn pha LED KnurdLight của tôi. Công việc chính của mạch này là chạy 20 mA không đổi thông qua một chuỗi gồm 4 đèn LED trắng, cần tổng cộng khoảng 13V. Công suất đầu vào là hai ô AA cung cấp khoảng 3V. Các bộ phận chính của bộ chuyển đổi tăng là cuộn cảm L1, bóng bán dẫn Q2 làm công tắc và diode D1. Dòng điện tới các đèn LED đi ra khỏi điểm kết nối P1 và trở về P2. Dòng trở lại chạy qua điện trở cảm biến hiện tại R6. PIC có một tham chiếu điện áp cố định 600 mV bên trong. Điện áp từ trên R6 tỷ lệ thuận với dòng LED, được so sánh với tham chiếu 600 mV bên trong PIC. Phần sụn trong PIC sử dụng chỉ báo cao / thấp một bit này để điều khiển công tắc Q2.