Dòng không đổi cho đèn LED 20W

Ai đó có thể giải thích các mạch "dòng không đổi"?

1. Khi nào họ cần thiết?
2. Điều gì xảy ra mà không có ai?
3. Phiên bản đơn giản nhất của một mạch như vậy là gì?

Tôi đã mua một số đèn LED 20W ngoài ebay có ý định làm đèn xe đạp. "Đơn giản", tôi nghĩ, "Đèn LED và pin máy tính xách tay của tôi đều là 11Vdc, vì vậy tôi sẽ chỉ kết nối chúng."

Tôi thực sự đã không thử điều này, nhưng một người bạn EE đề nghị rằng nếu tôi làm như vậy, nó sẽ thu hút quá nhiều hiện tại và bị đốt cháy - nhưng anh ta không biết tại sao; Anh ấy không làm điện tử.

Hầu hết các mạch điều khiển LED chỉ có một điện trở nối tiếp để điều khiển dòng LED. Điều này là ổn nếu điện áp cung cấp ít nhiều không đổi, nhưng điện áp thay đổi thì dòng LED và độ chói cũng sẽ thay đổi. Nếu bạn muốn độ sáng không đổi, bạn cũng muốn dòng điện không đổi . Điều này có nghĩa là điện trở nối tiếp phải thay đổi theo điện áp cung cấp. Đây là về mạch đơn giản nhất cho nó:

$V_+$$\dfrac{5V}{5k\Omega} = 1mA$

$R1 = \dfrac{0.6V}{1.8A} = 0.33\Omega / 1W$
$H_{FE}$$\dfrac{10V}{1.8A / 1000} = 5k\Omega$
$V_{CE(SAT)}$
$2V \times 1.8A = 3.6W$

một lưu ý về các nguồn hiện tại:
Các nguồn hiện tại là nguồn kép của các nguồn điện áp, phổ biến hơn; chúng tôi sử dụng chúng tất cả các thời gian trong nguồn cung cấp năng lượng. Tính đối ngẫu này có nghĩa là các tham số nhất định là đối lập của nhau.
Trong khi một nguồn điện áp sẽ cố gắng giữ điện áp ở đầu ra không đổi bất kể tải, một nguồn hiện tại sẽ giữ cho dòng điện đầu ra không đổi bất kể tải. Điều đó có nghĩa là đối với một nguồn hiện tại, điện áp đầu ra sẽ thay đổi, như đối với một nguồn điện áp, dòng điện sẽ thay đổi.
Một nguồn điện áp lý tưởng sẽ có trở kháng đầu ra bằng không, một nguồn hiện tại lý tưởng sẽ có trở kháng đầu ra vô hạn. Và trong khi một nguồn điện áp lý tưởng không bao giờ bị ngắn mạch bởi vì dòng điện sẽ đi đến vô hạn, một nguồn dòng lý tưởng không bao giờ bị bỏ ngỏ, bởi vì điện áp xác định dòng điện đặt sẽ đi đến vô hạn.

P = V * I. Trong trường hợp của bạn cho đèn LED, P = 20 W, V = 11 V và do đó I = 1,82 A.

Để điều khiển đèn LED chính xác, bạn sẽ cần phải giới hạn dòng điện ở mức 1.82 A. (bạn cũng sẽ cần cung cấp khả năng tản nhiệt đầy đủ vì 20 W là rất nhiều năng lượng để tiêu tan và hầu hết nó sẽ ở dạng nhiệt !!! ! .... nhưng đó là một vấn đề khác)

Các điốt, sử dụng một ngã ba PN có điện áp chuyển tiếp giảm, trong trường hợp của bạn là 11 V. Khi tham chiếu biểu dữ liệu diode, chúng sẽ bao gồm một đường cong VI, điều này sẽ liên quan đến dòng điện cho một điện áp nhất định. Khi bạn kiểm tra đường cong này, bạn sẽ nhận thấy rằng các đầu hiện tại hướng về vô hạn cho sự sụt giảm điện áp đã cho. Nếu bạn cho phép điều này xảy ra, diode của bạn sẽ bị cháy.

Phương pháp đơn giản nhất để hạn chế dòng điện là sử dụng điện trở. V = I * R. Đối với sự sụt giảm điện áp cho trước, một điện trở cố định sẽ giới hạn dòng điện ở một mức cố định.

Giả sử bạn có pin 18 V và đèn LED 11 V, sự khác biệt, 7 V sẽ cần phải được bỏ qua điện trở. Điều này là cố định. Cũng cố định là dòng điện mong muốn, là 1,82 A. Sắp xếp lại phương trình bạn nhận được R = V / I => R = 3,8 ohm. Điện trở này sẽ cần được đánh giá ở mức tối thiểu là 12 W. Đó là một điện trở lớn sẽ bị nóng !!!!

Vấn đề thứ hai mang đến - sức nóng. Với tổng công suất 32 W để tiêu tan, bạn sẽ cần một số tản nhiệt nghiêm trọng.

Bạn có thể có thể loại bỏ điện trở và thay thế nó bằng một mạch dòng được điều khiển dựa trên bóng bán dẫn và hoặc mosfet nhưng tôi sẽ để điều đó cho người khác trả lời. Vấn đề tản nhiệt tương tự vẫn có thể xuất hiện tùy thuộc vào thiết kế mạch !!!

Tôi biết bạn đã đề cập rằng bạn có pin 11 V và đèn LED 11 V. Trừ khi đèn LED được tích hợp trong mạch giới hạn dòng điện hoặc pin có, sẽ khó lái nó ở cùng một điện áp (tùy thuộc vào đường cong VI của diode) mà không có bộ chuyển đổi tăng.

1. Khi bạn đang sử dụng thiết bị điện phi tuyến tính, như đèn LED. Ví dụ đáng chú ý khác là đèn phóng khí & laser.

2. Một cái gì đó cháy hoặc nổ tung. LED hoặc nguồn điện. Hoặc cả hai :-)

3. Đối với 20W, giải pháp hợp lý duy nhất là mạch DC-DC dòng không đổi, nhưng nó không đơn giản. Giải pháp đơn giản nhất là bộ điều chỉnh tuyến tính với bóng bán dẫn BJT mạnh mẽ, nhưng điều này sẽ tiêu tan ít nhất 10W nhiệt. Điện trở đơn giản sẽ không cung cấp cho bạn dòng điện tuyến tính, nhưng chấp nhận được trong các trường hợp công suất thấp (giả sử là 0,1W).

Nếu bạn muốn một trình điều khiển LED hiện tại không đổi đơn giản, trên All About Circuits chúng tôi đã thiết kế một trình điều khiển .

Tuy nhiên, nó chỉ được đánh giá là 1W. Bạn có thể cần phải nâng cấp thai nhi và trình điều khiển để chạy ở 20W, thai nhi cũng cần tản nhiệt và có lẽ bạn cần một cuộn cảm lớn hơn.

quảng cáo. 1) Bất cứ khi nào bạn sử dụng đèn led và không muốn chúng bị cháy.

quảng cáo. 2) Điều quan trọng là sự phụ thuộc lẫn nhau giữa dòng nhiệt. Nói tóm lại, khi điốt nóng lên, điện trở động của chúng giảm, dẫn đến dòng điện tăng thêm. Sắp xếp một phản ứng dây chuyền. Vì vậy, nếu bạn không thể tiêu tan hết nhiệt, đèn LED của bạn có thể dễ dàng bị cháy.

Một điều nữa, từ góc độ người dùng cuối, là lượng ánh sáng phát ra từ đèn LED tỷ lệ thuận với dòng điện và sự phụ thuộc điện áp hiện tại là rất phi tuyến. Do đó, khó kiểm soát chính xác độ sáng bằng cách điều khiển điện áp.

quảng cáo. 3) Cách đơn giản nhất, mặc dù không hiệu quả để làm điều đó là kết nối một điện trở nối tiếp sẽ bù một số sự phụ thuộc dòng nhiệt âm của đèn LED. Đó là bởi vì đối với điện trở, sự phụ thuộc đó ngược hướng (nhưng không có hình dạng). Vì vậy, bạn sẽ không thực sự có dòng điện liên tục, nhưng đèn LED của bạn sẽ an toàn hơn. Đối với các thử nghiệm cơ bản, bạn cũng có thể chỉ cần thêm một cầu chì vào đó để bảo vệ đèn LED của bạn.