Divisor de voltaje DC 1000W para LED

Las ediciones a esta respuesta han cambiado sutil pero significativamente las cosas que estaba tratando de decir. He cambiado un poco de vuelta, pero se vuelve difícil y consume mucho tiempo y es fácil hacer un desastre sin darse cuenta. Podría haber hecho un "revertir", pero eso sería algo triste, ya que hubo numerosos cambios que valen la pena.
Si está editando, intente conservar el sentido de cada punto que se está editando. La corrección de errores tipográficos y el derrame está bien. Agregar representaciones de fórmula poncy está bien. Si sientes que deseas cambiar la fraseología o la gramática en lugar del contenido técnico, corro el riesgo de que encuentres que hay muchos más candidatos dignos que merecen atención previa.

Un problema importante es que no nos ha dicho lo que está tratando de lograr, sino cómo espera lograr lo que sea que esté haciendo. Una buena descripción general puede dar como resultado una solución superior.

Cosas a considerar:

• ¿Por qué estás usando esos LED particulares?

• ¿Necesita un alto CRI?

• ¿Cuánto tiempo desea que duren estos LED?

• ¿Le importa o sabe algo acerca de este fabricante?

Estos LED PUEDEN ser extremadamente buenos y tener una larga vida útil.
La página web y el sitio se ven bien y las especificaciones publicadas son buenas ...
Sin embargo, la experiencia ha demostrado que para otros fabricantes que no son conocidos, es muy probable que los LED sean sub-estándar, tengan una vida útil corta y una baja eficiencia.

Los LED de este nivel de potencia y este costo esencialmente deben ser manejados con corriente constante (CC). Si bien es posible obtener fuentes de alimentación CC que controlan un elemento de paso resistivo, disipan el exceso de energía en aplicaciones de alta potencia. Lo que desea es una fuente de alimentación CC que se ajuste y ajuste su voltaje según sea necesario para controlar la corriente, de modo que se minimice la disipación de energía en el controlador. Lo que el fabricante de LED denomina "el valor más grande" en su hoja de especificaciones (por eso usé el término aquí pero fue editado) = 20 V es el valor máximo = V _{f, max} que puede aparecer en el LED a la corriente nominal, pero generalmente los valores reales generalmente serán más bajos y variarán entre los dispositivos.
Si tiene LEDs paralelos, las diferencias en V_f en el mejor de los casos resultarán en una salida de luz diferente para cada LED, y en el peor de los casos puede causar una cascada de Fallas en el tiempo. (Algunos LED que tienen un bajo Vf acaparan la corriente y los LED de alto Vf. Los LED de bajo Vf disipan la potencia excesiva y mueren antes, dejando menos LED para llevar la misma corriente y el proceso se acelera).

No es obvio que haya considerado el LED de disipador de calor u otra gestión térmica. [Mi referencia al disipador de calor con LED se eliminó, pero me refiero específicamente a que, como se mencionó a otra disipación de calor, el aspecto del LED se hizo más notable por su omisión. /. La mayor parte de la entrada de casi 2000 W se disipará en los LED como calor y requerirá importantes sumideros de calor.

Los LED se especifican como que tienen 100-120 lúmenes por vatio (l / W) o aproximadamente. Si logran esto, aproximadamente el 25% de la potencia de entrada se convierte en luz y el 75% como calor que debe tratar. Cree está vendiendo 200 l / W LED y han logrado 350 l / W en el laboratorio. Sin embargo, los LED de la mayoría son mucho más bajos. Puedes comprar 120-150 l / W LED de los mejores fabricantes, pero muchos fabricantes menos conocidos afirman mucho pero entregan menos. Alto CRI probablemente reducirá l / W. Al observar sus gráficos, los métodos que utilizan para (afirmar) lograr incluyen la muesca de ancho de banda (donde se suprime parte del espectro) que reduce L / W si se realiza mediante la adsorción de la luz emitida. Incluso los Cree parecen hacer esto en lugar de utilizar únicamente la adaptación del espectro de fósforo.

De todos modos, si calcula aproximadamente 1500 W de disipación de calor y dice 80 ° C su LED T _{opr, max} ) en el punto de medición externo del fabricante, y mantenga una temperatura ambiente de 30 ° C (optimista) necesita un disipador térmico de 0.03 grados C por vatio [¡solo intente comprar uno!]. Esto requiere un extremadamente bueno (o grande) disipador de calor.

Para tales niveles de potencia se requiere enfriamiento por líquido o enfriamiento por ventilador bien diseñado junto con grandes disipadores de calor. Si tuviera que empacar los LED cuadrados de 13,5 mm en, digamos, centros de 20 mm (6,5 mm = 1/4 "entre cada LED), ocuparían aproximadamente 220 mm cuadrados (~ 9" cuadrados). La evacuación de 1.5 kW de calor con un aumento inferior a 50 ° C (dado que no hay puntos calientes) será "interesante".

Prueba simple:

• Tome un elemento calentador de 1 kW.
• Incluya en una caja de metal de 9 "x 9", digamos que está lleno de aceite. (No cortocircuitar eléctricamente).
• Adjunte los métodos de enfriamiento de su elección.
• Operar el elemento a 1 kW.
• Monitorear la temperatura del aceite. DEBE quedarse < = 80C.

¿Éxito?
DE ACUERDO. Prueba con 1.5 kW.

Los LED de conducción se logran mejor con una fuente de alimentación de corriente constante. Una fuente de alimentación de corriente constante ajusta la tensión de salida para suministrar la corriente que ha establecido.

Necesitará varias fuentes de alimentación, cada una de ellas con una serie de LED en serie. El número de LED dependerá de la capacidad de la unidad PSU y de los requisitos del LED.

Cada PSU ajustará su voltaje para suministrar la corriente elegida. Debe asegurarse de que el voltaje de avance esperado del LED esté en el rango de voltaje de salida de la fuente de alimentación.

Aquí hay un ejemplo . Ponga los N LED en serie y conduzca con una fuente de alimentación a N * Vforward. Podría usar LXC35-0450SW para conducir 3 LED en serie (450mA a 60V).

Ahora que está hablando de la operación por pulsos, hace que el problema de la fuente de alimentación sea "fácil": simplemente use un banco de condensadores lo suficientemente grande para suministrar la corriente brevemente. Supongamos que desea que la fuente de alimentación se doble a no más de 0,1 V debido a una carga pulsada de 55 A durante 1 ms.

\ $ Q = I t \ $

Entonces, estamos hablando de una transferencia de carga de 0.055 C.

Ahora para su banco de capacitores,

\ $ Q = C V \ $, o \ $ C = Q / V \ $

Así que necesitas unos 0,55 Faradios de capacidad. Eso es realmente un condensador bastante grande, pero no inalcanzable. Es probable que tenga que ser muy cuidadoso sobre cómo lo conecta a la carga para asegurarse de que pueda descargarse tan rápido como lo desee a través de las resistencias y las inductancias parásitas de interconexión.

No necesita una PSU de alta potencia. Después de cada descarga, los capcitors se pueden recargar "lentamente" para prepararlos para el próximo destello. Como habla de 500 ms entre flashes de 1 ms, tiene un ciclo de trabajo del 0,2% y su PSU solo tendrá que proporcionar unos 110 mA a 20 V (unos 220 mW).

Por otro lado, el funcionamiento pulsado abre una lata de gusanos completamente nueva: ¿Se pueden cambiar estos dispositivos tan rápidamente? ¿La reproducción del color será la misma cuando se pulsa que en operación continua? ¿Necesita operar los LED con una potencia más baja al configurar su toma para poder verificar el balance de color? etc., etc. ...

También es muy probable que la vida útil de estos LED se acorte con los ciclos térmicos, posiblemente incluso peor que el funcionamiento constante a altas temperaturas. Por lo tanto, aún deberías prestar atención al disipador de calor para maximizar la vida útil de tu flash.

Si no está preocupado por la pérdida de energía, diría que la forma más fácil, barata y segura de hacerlo es obtener resistencias de 121 ~ 3.26ohm 1 Watt y ponerlas en serie con sus LED.

Se me ocurrieron 3.26 ohmios para (21-19.5) /0.46 = 3.26
1.5V * 0.46A = 0.69 vatios.

Cualquiera de estos podría funcionar

Si desea reducir a la mitad la cantidad de resistencias que usa, puede ponerlas en series de dos y usar una resistencia de la misma manera mientras usa la fuente de alimentación de 42 V que está en el mismo enlace que tenía. Solo duplica el valor de la resistencia y el vataje para que puedas caer el doble del voltaje / potencia sobre ellos.

Un suministro de corriente constante también quemará el exceso de energía a menos que obtenga un SMPS para cada uno de ellos por separado.