¿Consideraciones sobre el diseño del circuito usando N-FET para un LED UV de alto brillo?

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Estoy diseñando un circuito para alimentar un LED UV de alto brillo. Me gustaría conducirlo de manera segura lo más cerca posible a la máxima irradiancia, y tengo problemas para averiguar si todos los componentes se han elegido correctamente para evitar dañar / tensionar algo (especialmente el LED, que es relativamente costoso ).

Se utilizará una Raspberry PI para proporcionar la lógica de encendido / apagado. El PI se alimenta por separado, pero comparte una base común con el sistema de alimentación LED.

Lo ideal sería que el LED fuera manejado directamente por un N-FET, donde la puerta está conectada a un pin GPIO de frambuesa pi:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

La primera pregunta que tengo es: ¿estoy leyendo la especificación de UV-LED ( here ) correctamente?

  • Voltaje directo: 3.45V
  • Corriente máxima: 1400mA
  • Energía eléctrica (Máx.): 4830mW

Los tres anteriores tienen sentido, porque 3.45V * 1400mA = 4830 mW. Entonces veo algunos artículos peculiares:

  • Potencia de salida de LED: 1500mW (min), 1700mW (típico)
  • Corriente de prueba para potencia típica: 1400mA

¿Cómo puede la potencia de salida del LED "típico" ser 1700mW cuando la corriente de prueba para la potencia "típica" es 1400mA?

Esencialmente, no estoy seguro de si el valor de mi resistencia debe calcularse en base a la cifra de 1400 mA (5V-3.45V / 1400 mA = 1.11 ohmios) o si debo derivar una corriente de la cifra de 1700mW (1700mW = 3.45 VXI; I = 492mA; R = 3.1 Ohms) y luego usar una resistencia más grande.

La segunda pregunta que tengo es sobre el NFET. El NFET que tengo está clasificado para 1.7A y 30V (hoja de datos aquí ). Pero el paquete es terriblemente pequeño (SOT-23) y mi intuición me dice que debería preguntar antes de continuar. Estaré ejecutando esto en 1.4A, que está bastante cerca de la calificación de 1.7. ¿Funcionará y realmente necesito un pequeño disipador para este NFET? ¿O es mejor obtener un NFET más robusto?

Aparte de eso, me estoy asegurando de obtener una resistencia de potencia considerable con una potencia de 1-2 vatios, todos los cables tendrán un calibre 22 y todos los rastros de PCB serán agradables. ¿Alguna otra trampa relacionada con el poder que deba conocer? Los detalles de la fuente de alimentación también se enumeran a continuación.

¡Muchas gracias!

Hoja de datos para el NFET (1.7A / 30V): enlace

Hoja de datos para el LED UV: enlace

2A + Power Board y batería: enlace enlace

    
pregunta Ismail Degani

2 respuestas

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Probablemente desee considerar la recomendación en la hoja de datos: "Recomendamos utilizar los controladores de corriente LED DC2200 o LEDD1B de Thorlabs"

Si aún desea utilizar el control de modo de voltaje, le preguntaría: ¿realmente necesita ejecutarlo a plena potencia?

VF es un número típico que puede fluctuar con la temperatura y variar de una parte a otra. Por lo tanto, si su aplicación lo permite, correría a corrientes más bajas (tal vez 700 mA).

El número de potencia de salida LED indicado es para la potencia de salida luz . Dado que la corriente de prueba utilizada para generar esta salida se indica como 1400 mA, puede estimar la eficiencia de su LED y planificar el calor generado en consecuencia.

Su NFET está cerca de la especificación nominal máxima. Me gustaría duplicar la calificación actual si es posible. Si no lo haces, definitivamente usaría un disipador de calor con un poco de pasta térmica.

Una última cosa que se me ocurre es agregar una resistencia en serie con la puerta del FET. Ya que estará ejecutando corrientes altas (en relación con la capacidad de manejo del GPIO), no desea que se produzcan fallos en su LED o fuente de alimentación para introducir una tonelada de corriente en el GPIO. Una resistencia de 10K debería hacer.

    
respondido por el Daniel V
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3.45 voltios se da como el voltaje directo típico, pero la hoja de datos no dice explícitamente que este voltaje directo se mide a tal o cual corriente directa. La tabla que da este número (página 1 de la DS) implica que podría estar en 1 amp (dado que la medición de longitud de onda máxima usa esa corriente), entonces, ¿dónde está decidiendo qué valor de resistencia limitará el dispositivo al corriente? / p>

Lamentablemente, no está cerrado: su circuito muestra un suministro de 5.1 voltios en serie con una resistencia de 1.1 ohmios. Si el voltaje directo es exactamente de 3,45 voltios, entonces la corriente será de 1,5 amperios y es probable que su LED se apague al poco tiempo.

Los 3.45 voltios podrían estar a una corriente de prueba de 1 A y, por lo tanto, una resistencia de 1.65 ohmios es más apropiada. Mejor aún, use una fuente de corriente constante como se recomienda, puede hacer la suya con bastante facilidad, no son ciencia espacial.

  

¿Cómo puede la potencia de salida del LED "típico" ser 1700mW cuando la corriente de prueba   para poder "típico" es 1400mA?

Si la corriente (NO alimentación) es 1.4 A, entonces la potencia en el LED es 1.4 A X 3.45 V = 4.83 vatios. Con 1.5 vatios de potencia de luz de salida, eso es una eficiencia del 31% y bastante buena.

    
respondido por el Andy aka

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