Transistores adecuados para proyectos de luces de motocicletas adaptables

Esta es una aplicación automotriz típica.
La forma en que esto se hace normalmente es que los LED están conectados en serie y se usa un controlador LED de impulso.

Es poco probable que puedas conducir estos más allá de 1 amperio ya que funcionan muy calientes. En 1A necesitarás una importante gestión térmica.

Ya están disponibles XP Gen 3 (XP-G3), que son más eficientes.
XP-G2 142 lm / W, V _f = 2.9V @ 350 mA
XP-G3 158 lm / W, V _f = 2.73V @ 350 mA Con High Efficiecy XP-G2 o XP = G3, la V _f ≈ 2.9V @ 1A.
5 x 2.9 = 14.5V

150 lm @ 350 mA = 143 lm / W
Si pudiera aumentar la corriente y mantener 85 ° C T _j , entonces
A 1000 mA obtenemos 2.5x más lm: 375 lm @ 1000 mA = 125 lm / W
A 1500 mA obtenemos 3.4x más lm: 510 lm @ 1500 mA = 113 lm / W
A 2000 mA obtenemos 4.2x más lm: 630 lm @ 2000 mA = 105 lm / W

Ejemplo :

Este controlador LED MIC2282 boost toma una entrada de hasta 15 V.
Es muy simple con solo 5 partes externas.
La resistencia SNS establece la corriente.
Puede manejar entre 5 y 10 LED a 13.5 V _in

TransistorAdecuado

SinecesitaapagaryapagarcadaLEDindividual,entoncesusaríaunMOSFETdecanalNdegradoautomotrizconunbajo_{DS(encendido)}

El Rolm RUL035N02FRA 20V, 3.5A , 43 mΩ R _{DS (activado)}
Este MOSFET está clasificado para dispositivos médicos de mantenimiento de vida de Clase III
y AEC Q101 calificado.

La ejecución de LED individuales por debajo de 3V desde una fuente de 15.5V requiere que un regulador de conmutación reduzca la tensión de alimentación o resistencias de potencia grandes (es decir, 15+ vatios) para cada LED.

El calor va a ser un problema.

A 1500 mA es de 4.5W por LED y más de 16W por resistencia.
Un disipador de calor masivo no va a resolver este problema de 200 W (10 LED) solo. No es fácil diseñar una PCB que pueda distribuir el calor de cada LED al disipador lo suficientemente rápido.

Debido a que no quisiera que mis faros se apagaran en mi bicicleta a más de 100 mph, la confiabilidad es importante.

El calor es un factor importante en la fiabilidad de los semiconductores. Se requieren reguladores de conmutación de bajada (IMHO). Alta eficiencia equivale a baja disipación de calor y mayor confiabilidad.

El LMS3635 es un regulador de reducción del rendimiento del 5,5% con 92% de eficiencia. < br> 1 o 2 de estos en paralelo harían.
Suponiendo que no se enciendan más de 5 LED al mismo tiempo.
Para obtener 2000 lm de cinco XP-G3s, tendría un poco más de 4 amperios.

Ok, un problema que estoy viendo de inmediato aquí es que estás disipando todos el exceso de voltaje en tus transistores. Por eso se están quemando.

Puede calcular fácilmente la disipación de potencia en el transistor multiplicando la caída de voltaje (~ 10V) por la corriente (1.5A). Esto da 15W, lo que, para decirlo de manera simple, es demasiado.

Una solución simple es utilizar una resistencia de potencia en serie con el LED; y encienda el transistor completamente. Esto disipará la mayor parte de la potencia en la resistencia, en lugar de en el transistor.

Una solución más eficiente sería usar una resistencia más pequeña y luego usar PWM para limitar la corriente a un nivel apropiado.

Otra solución sería utilizar un regulador de conmutación para reducir el voltaje a 5 V, luego derivarlo a los distintos leds. Esto será mucho más eficiente que usar 13.5v directamente, y evitará que queme sus transistores. La fuente necesitará manejar 5leds x 1.5A = 7.5A. Busca el regulador de conmutación en Amazon, encontrarás algo.

Notas laterales sobre mosfets:

Los mosfets son geniales. Son más fáciles de usar que los transistores en las aplicaciones de conmutación. El truco consiste en buscar en la hoja de datos una tabla de Rds (on) vs Vgs. La mayoría de los mosfets tendrán esto, pero algunos no. Encuentre la resistencia del mosfet a 3.3v, a partir de la cual puede calcular fácilmente la potencia que disipará a 1.5A.

Hay algunos trucos que puede utilizar para aumentar el voltaje de la unidad de la puerta y obtener un Rds más bajo (activado), por ejemplo, mediante un controlador de la puerta o un transistor adicional. Pero eso agrega complejidad.

Una cosa más, solo porque un mosfet tenga un Vgs (encendido) de 2V no significa que tendrá una resistencia baja a 2V. Empieza a conducir en ese punto, pero es posible que tengas que llegar hasta 5 V o más antes de que la resistencia sea aceptablemente baja. Siempre revisa la tabla.