Corriente constante para un LED de 20W

La mayoría de los circuitos de control de LED solo tienen una resistencia de la serie para controlar la corriente del LED. Esto está bien si la tensión de alimentación es más o menos constante, pero la tensión varía, también lo harán la intensidad y la luminosidad del LED. Si quieres luminosidad constante también quieres corriente constante . Esto significa que la resistencia en serie debe variar con la tensión de alimentación. Se trata del circuito más simple para él:

Estaesunafuentedecorrienteconstantedimensionadapara1mA,queesdemasiadopequeñaparasuaplicación,peroelprincipiosiguesiendoelmismo.Elvoltajedelemisordebasedeltransistoresde0,6V,porloquedadoqueelzenercreaunacaídade5,6Ventre\$V_+\$ylabasedeltransistor,quedan5Vparalaresistencia.\$\dfrac{5V}{5k\Omega}=1mA\$.

SisuLEDes20W@11V,entoncesnecesita1.8Adecorriente,asíquecalcularélosotroscomponentesparaestevalor.Reemplaceelzenerpor3x1N4148,estoledaunacaídade0.6VsobreR1(tresdiodosporqueusaremosundarlington,quetiene2x0.6Ventrelabaseyelemisor).\$R1=\dfrac{0.6V}{1.8A}=0.33\Omega/1W\$.
El TIP125 transistor Darlington tiene un \ $ H_ {FE} \ $ de 1000, R2 debe ser \ $ \ dfrac {10V} {1.8A / 1000} = 5k \ Omega \ $.
Dado que \ $ V_ {CE (SAT)} \ $ para el transistor es de 2 V, y tiene una caída de voltaje adicional sobre R1 de 0,6 V, necesitará una fuente de alimentación de 14 V para asegurarse de que queda suficiente para el LED.
El darlington disipará \ $ 2V \ veces 1.8A = 3.6W \ $, por lo que tendrá que montarlo en un disipador de calor.

  

una nota sobre las fuentes actuales:
  Las fuentes de corriente son el doble de las fuentes de voltaje, que son más comunes; Los usamos todo el tiempo en fuentes de alimentación. Esta dualidad significa que ciertos parámetros son opuestos entre sí.
  Mientras que una fuente de voltaje intentará mantener el voltaje en su salida constante independientemente de la carga, una fuente de corriente mantendrá la corriente de salida constante independientemente de la carga. Eso significa que para una fuente de corriente, el voltaje de salida variará, como para una fuente de voltaje la corriente será variable.   Una fuente de voltaje ideal tendrá una impedancia de salida cero, una fuente de corriente ideal tendrá una impedancia de salida infinita. Y mientras que una fuente de voltaje ideal nunca debe cortocircuitarse porque la corriente irá a infinita, una fuente de corriente ideal nunca debe dejarse abierta, porque el voltaje que determina la corriente establecida irá a infinito.

P = V * I. En su caso para el LED, P = 20 W, V = 11 V y, por lo tanto, I = 1.82 A.

Para conducir el LED correctamente, deberá limitar la corriente a 1.82 A. (También deberá proporcionar un disipador de calor adecuado, ya que 20 W es una gran cantidad de energía para disipar y la mayor parte estará en forma de calor !!!! .... pero eso es otro asunto)

Los diodos que usan una unión PN tienen una caída de voltaje hacia adelante, en su caso, la caída es de 11 V. Al referirse a la hoja de datos del diodo, incluirán una curva V I, esto relacionará cuánta corriente fluye para un voltaje dado. Cuando examine esta curva, notará que la corriente se dirige hacia el infinito para la caída de voltaje dada. Si permites que esto suceda, tu diodo simplemente se quemará.

El método más simple para limitar la corriente es usar una resistencia. V = I * R. Para una caída de voltaje dada, una resistencia fija limitará la corriente a una cantidad fija.

Suponiendo que tiene una batería de 18 V y un LED de 11 V, la diferencia, 7 V deberá caer sobre la resistencia. Esto está arreglado. También se fija la corriente deseada, de 1.82 A. Al reorganizar la ecuación, se obtiene R = V / I = > R = 3.8 ohm. ¡Este resistor deberá tener una clasificación mínima de 12 W. Eso es un resistor grande que se calentará!

El trae el segundo tema - el calor. Para disipar un total de 32 W, necesitará un serio disipador de calor.

Probablemente pueda eliminar la resistencia y reemplazarla con un circuito de corriente controlada basado en transistores y / o mosfets, pero se lo dejaré a otra persona para que responda. ¡El mismo problema de disipación de calor puede seguir presente, dependiendo del diseño del circuito!

Sé que mencionó que tiene una batería de 11 V y un LED de 11 V. A menos que el LED tenga incorporado un circuito limitador de corriente o la batería, será difícil conducirlo a la misma tensión (dependiendo de la curva VI del diodo) sin un convertidor de refuerzo.

1. Cuando está utilizando un dispositivo de alimentación no lineal, como un LED. Otro ejemplo notable son las lámparas de descarga de gas y amp; láseres.

2. Algo se quema o explota. LED o fuente de alimentación. O ambos :-)

3. Para 20W, la única solución razonable es el circuito de CC / CC de corriente constante, pero no es simple. La solución más simple es un regulador lineal con un potente transistor BJT, pero esto disipará al menos 10W de calor. La resistencia simple no le dará corriente lineal, pero aceptable en casos de baja potencia (digamos para 0.1W).

Si desea un controlador de LED actual constante simple, en Todos los circuitos hemos estado diseñando uno .

Sin embargo, solo está clasificado para 1W. Probablemente necesitarías actualizar el fet y el controlador para que funcione a 20W, el fet también necesitaría un disipador de calor y probablemente necesitarías un inductor más grande.

anuncio. 1) Siempre que uses leds de energía y no quieras que se quemen.

anuncio. 2) La clave es la interdependencia de la corriente de calor. En resumen, cuando los diodos se calientan, su resistencia dinámica disminuye, lo que conduce a un mayor aumento de la corriente. Una especie de reacción en cadena. Por lo tanto, si no logra disipar todo el calor, su LED se puede quemar fácilmente.

Otra cosa, desde la perspectiva del usuario final, es que la cantidad de luz emitida por el LED es proporcional a la corriente y la dependencia del voltaje actual es altamente no lineal. Por lo tanto, es mucho más difícil controlar con precisión el brillo al controlar el voltaje.

anuncio. 3) La forma más simple, aunque ineficiente de hacerlo, es conectar una resistencia en serie que compensará a parte de la dependencia negativa de la corriente de calor del LED. Esto se debe a que para las resistencias, esa dependencia es opuesta en dirección (pero no en forma). Así que realmente no tendrá una corriente constante, pero su LED estará más seguro. Para las pruebas básicas, también puede simplemente agregar un fusible para proteger su LED.