Actualizar: Después de leer algunos materiales, especialmente este "Resistencia interna de un LED en función de la temperatura" , está claro que la resistencia del LED será más baja en temperaturas más altas. El papel que se muestra el LED en prueba (LED verde de 5 mm) tiene una resistencia de aproximadamente 2000 ohmios en -38 grados Celsius, y luego se reduce a aproximadamente 500 ohmios en 78 grados centígrados.

A medida que disminuye la resistencia, es mejor usar el regulador de corriente que el regulador de voltaje. .

¿Cómo construir el circuito de controlador de LED de corriente constante?

1. Determine la corriente a la tensión de funcionamiento indicada por el fabricante. Por ejemplo, si tenemos una matriz de LED de 12 voltios / 10 vatios, esperamos que la corriente de operación sea de 0,833 A.
2. Use el circuito regulador de corriente, asegúrese de que la salida dé una constante de 0,833 A a varias fuentes de voltaje de entrada. Ejemplos de circuitos integrados / circuitos integrados:
   • LTM8042 / LTM8042-1 - Controlador de LED de impulso de módulo μ y fuente de corriente
   • LTC3600 : consulte hoja de datos página 21, Controlador LED con control de atenuación programable
   • Construya su propio circuito de corriente constante simple, esto es por ejemplo.
3. Si no desea construir un circuito, puede comprar el controlador LED, este es el ejemplo del producto.

NO USE UN REGULADOR DE TENSIÓN

Nunca debes regular el voltaje de un LED. Como un LED es un dispositivo de voltaje constante, la regulación de voltaje no tiene sentido. El gráfico de Potencia a voltaje (gráfica PV) es no lineal (o incluso polinomial) y muy sensible. Un pequeño voltaje excesivo produciría un enorme aumento de potencia (destruyendo su LED).

EDITAR:

Como dice Temlib . Otra razón por la que nunca debe conducir un LED con una fuente de voltaje constante es que los LED están hechos de semiconductores. Los semiconductores cuando se calientan reducirán su resistencia.

Dado que

A medida que disminuye la resistencia, aumenta la salida de potencia (calentamiento óhmico), lo que conduce a una mayor reducción de la resistencia, lo que conduce a una mayor potencia ....

Este proceso se llama Thermal Runaway, y es una causa muy común de falla del LED.

Usa una fuente de corriente constante

La forma correcta de controlar un LED es usar un regulador de CORRIENTE, ya que la relación de Potencia a Corriente es casi lineal, y usted puede controlar de manera mucho más precisa la potencia que recibe su LED (y evitar que libere la magia). humo).

OK, hay dos problemas separados aquí:

(a) Tienes un LED. Por lo tanto, debe conducirlo con un circuito para regular la corriente, ya sea una resistencia plana, un regulador de corriente lineal o un regulador de corriente de conmutación (controlador AKA LED).

Debido a la alta potencia del LED, una resistencia no es una buena opción. Los reguladores lineales necesitan que la tensión de la batería sea siempre más alta que la tensión directa del LED y disipe la energía extra en forma de calor. Los reguladores de conmutación existen en varios tipos (por ejemplo, boost, SEPIC y buck) y son más eficientes.

(b) Desea decidir el voltaje de la batería para que el circuito (a) sea lo más simple, barato o eficiente posible (agregue sus propios criterios aquí).

Hay tres opciones de diseño posibles para el voltaje de la batería \ $ V_ \ text {bat} \ $:

1. \ $ V_ \ text {bat} \ $ siempre está por debajo del voltaje de avance del LED (\ $ V_ \ text {f} = 12 \ $ V en su caso). Necesita un convertidor boost .
2. \ $ V_ \ text {bat} \ $ está a veces por debajo, a veces por encima de \ $ V_ \ text {f} \ $. Necesita un convertidor SEPIC o un convertidor buck-boost .
3. \ $ V_ \ text {bat} \ $ siempre está por encima de \ $ V_ \ text {f} \ $. Puede usar un convertidor buck o un regulador lineal si \ $ V_ \ text {bat} \ $ está cerca de \ $ V_ \ text {f} \ $, pero no demasiado cerca (necesitan 1 a 2 V de tensión extra).

Ahora, en cuanto al circuito de límite de corriente, nuevamente hay tres opciones:

• puede usar un regulador de conmutación de voltaje (boost, sepic o buck) para configurar \ $ V_ \ text {out} = V_ \ text {f} + \ $ 1 a 2 V seguido de un regulador actual lineal. Pero las pérdidas de los dos reguladores sumarán un 20-40%.

• puede usar un convertidor de conmutación (boost, sepic o buck) que tiene un límite de corriente de salida incorporado . Debido a esta función, probablemente se venda bajo el nombre de controlador de LED . Las pérdidas serán menores, 10-20%.

• solo para el caso buck: calcule la potencia disipada como calor en un regulador lineal: \ $ P_ \ text {reg} = I_ \ text {LED} \ times (V_ \ text {bat} ^ \ text {max} - V_ \ text {f}) \ $ (usando voltios / amperios, no mA). Si \ $ P_ \ text {reg} \ $ es menor que 1 a 2 W, es posible que sea mejor usar un regulador lineal solamente. Esto se debe a que los reguladores de conmutación tienen una eficiencia del 80-90% y, de todos modos, desperdiciarán de 1 a 2 W. Si es más que eso, debe usar un convertidor de conmutación como se describe anteriormente.

Encontrará que los controladores Buck LED son fáciles de encontrar. Los controladores Boost y SEPIC LED son más difíciles de encontrar y, a veces, deben construirse desde cero. Los reguladores de voltaje Buck y boost y los reguladores de corriente lineales también son fáciles de encontrar.

Una solución muy simple es utilizar un voltaje más alto y luego reducir el voltaje con el convertidor DC-DC BUCK o usar el voltaje más bajo y aumentarlo con el convertidor BOOST. Pero si tiene una fuente de voltaje variable que es demasiado fluctuante, al igual que 8V-13V en su caso, puede usar el convertidor IC de Buck-Boost. Dichos circuitos integrados incorporan el convertidor Buck y Boost, de manera que el convertidor buck-boost comprueba el voltaje de entrada; si es más bajo que el voltaje necesario, entonces el convertidor Buck-Boost opera en el modo de conversión de refuerzo, y si el voltaje de entrada es mayor que el voltaje de salida necesario, entonces funciona en el modo de conversión buck y le deja un voltaje de salida constante. La mayor ventaja del regulador de conmutación (además del convertidor Buck-Boost) es que son altamente eficientes.

Algunos reguladores de conmutación tienen voltaje de entrada programable. Eso significa que si tiene una batería li-po de 4.2v (carga completa) y está alimentando su linterna, perderá su energía y, en última instancia, su voltaje. La batería Lipo no debe descargarse por debajo de 3.3 ~ 3.0 V. Por lo tanto, si configura su controlador en un bloqueo de subtensión de 3.0V, entonces su regulador de Conmutación detiene el modo de conversión a 3.0v dejando su batería en condiciones seguras.

Un LED no es lineal como se indicó anteriormente y la corriente puede cambiar dramáticamente alrededor del voltaje directo. En su lugar, como se indicó anteriormente, se debe utilizar una fuente de corriente constante. Dependiendo de la corriente directa de su LED, sugeriría implementar la fuente de corriente constante utilizando un JFET con una resistencia en su retroalimentación (google) en este caso, debido al rango de voltaje relativamente bajo. Esto le costará solo 2 componentes.

Creo que intente combinar sus baterías de manera que el voltaje resultante siempre sea menor o mayor que el voltaje de las luces. Luego puede usar un convertidor dc-dc que aumenta o disminuye el voltaje.
No debe estar en el medio del rango de cambio de voltaje de la batería. Yo crearía 2 grupos de 4 (en lugar de 3 de 3) que es 4.2 * 2 = 8.8V

Hay dos opciones de DC / DC: SEPIC o Buck / Boost. Ambos no requieren que el voltaje de entrada esté solo por encima o solo por debajo del voltaje de su LED.

Si solo desea comprar uno, tómelo y póngalo en funcionamiento como buck / boost conectando su salida a la batería menos y los LED's plus y la GND de buck a los LEDs negativos. Asegúrese de que el PS tenga una corriente de 3A y un voltaje de 30V.

Si estás construyendo el PS por ti mismo, crea un SEPIC, es mucho más divertido.