batería de 9 voltios con 4 leds

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Estoy buscando alimentar 4 LED blancos súper brillantes de 5 mm a una batería de 9 voltios. 2 LEDS se conectarán a un cable de fibra óptica de incandescencia lateral (uno en cada extremo) y los otros dos de la misma manera a un segundo cable. Los cables de fibra óptica se ejecutarán en paralelo entre sí, por lo que, desde el punto de vista eléctrico, preferiría tener dos circuitos que se separan de la fuente de alimentación en lugar de tener un circuito de bucle, sin embargo, si un bucle es el mejor para obtener el mejor rendimiento en términos de luz y la duración de la batería esto puede ser considerado. ¿Cuál sería la mejor manera de crear este circuito, bucle o división y cuál es la mejor manera de configurarlo eléctricamente para obtener la vida útil más larga de la batería? Entiendo cómo calcular un valor de resistencia para un solo LED, pero agregar más es donde me pierdo. Cualquier ayuda sería muy apreciada. Muchas gracias

    
pregunta Bill Trubich

2 respuestas

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Una calculadora de resistencia en línea le ayudará con el valor.
Me gusta este: calculadora de resistencia de la serie LED de Hobby Hour
Utilice 7V como la tensión de alimentación para una batería de 9V. 7V es el punto medio en la curva de descarga de 9v-5v de una batería de 9V.

Los LED se pueden conectar en dos cadenas paralelas de dos LED de serie o cuatro conectados en paralelo. Creo que prefieres dos conjuntos paralelos de dos LED de serie.

En general, no se recomiendan los LED alimentados por batería con resistencias limitadoras de corriente. Las resistencias limitadoras de corriente funcionarán, pero el brillo cambiará a lo largo de la vida útil de la batería y la eficiencia puede verse afectada (más aún con un 9V).

Como parece ser una aplicación de tubo de luz (no datos de serie de fibra óptica), debe haber especificado el color. El rojo, el amarillo y el naranja tienen diferentes voltajes de avance (Vf) de aproximadamente 2 V, mientras que el azul blanco y el verde tienen un Vf) de aproximadamente 3V. Esto hace una gran diferencia al seleccionar la batería.

El LED alimentado por batería no debe usar resistencias limitadoras de corriente. Hay controladores de LED diseñados especialmente para que los LED se alimenten con un Li-ion o dos AA NiMH o dos AA alcalinos. Puede obtener 600 ciclos de carga con una batería recargable (si no permite que se descarguen por debajo de su límite).

Una batería de 9V más a menudo no es una buena opción para una aplicación de LED, especialmente una donde hay uno o dos LED. Además de la baja (capacidad ≈300 mAh a 100 mA), cuando la salida cae a 5V, una batería de 9V se considera agotada. Eso es un rango de voltaje demasiado grande para usar una resistencia. Los LED serán notablemente más brillantes cuando la batería sea nueva y, en general, muy ineficiente.

Una curva de descarga plana es donde el cambio en los voltajes de la curva de descarga a lo largo de la vida útil de la batería es pequeño.

Aquí están las características de las baterías comunes
(escriba = > carga completa descargada, diferencia de voltios,% de diferencia sobre la carga completa, capacidad típica)

9V Alkaline => 9V-5V,     4V,   44%,  300 mAH  
CR123A      => 3V-2V,     1V,   33%, 1500 mAH
AA Alkaline => 1.2V-0.8V, 0.4V, 33%, 2800 mAH
Li-ion      => 3.6V-3.2V  0.4V, 11%, 3000 mAH
NiMH        => 1.3V-1.2V, 0.1V,  7%, 2300 mAH

Si utiliza resistencias limitadoras de corriente, use el voltaje del punto medio de la curva de descarga para calcular el valor.

Comparar las curvas de descarga
1.2V NiMH MANUAL DE HIDRATO Panasonic NICKEL METAL
18650 LI-ion batería Panasonic Li-ion NCR18650PF
Batería alcalina de 9V energizante de 9V
1.2V alcalina Energizer AA Alkaline
3V (no recomendado) Energizer CR123A

Con un LED de 9V dos conectados en serie, el voltaje directo total (Vf) es de 6V o 4V. Y el corte de descarga es de 5V. No es bueno.

La batería ideal sería aquella en la que el voltaje de corte (batería agotada) debería ser solo un poco (por ejemplo, 0.1v) sobre el LED (s) Vf y la curva de descarga es relativamente plana (pequeña diferencia de carga completa a descargada). El 9V tiene una descarga pronunciada y hay una diferencia total de 1V entre los voltajes Vf y de corte. Muy ineficiente y pequeña capacidad a 300 mAH.

Si los LED son azules, verdes o blancos, dos LED en paralelo funcionarán bien con un solo ion litio de 3.6v o dos celdas de NiMH de 1.2V en serie. El rojo funcionaría bien, pero sería menos eficiente con las resistencias limitadoras de corriente.
Dos AA alcalinas funcionarían bien pero no muy eficientes.
( Si desea que dos cadenas paralelas de dos LED de serie (2P2S) dupliquen las cantidades de batería anteriores. No existe ninguna ventaja técnica para todos los paralelos o 2P2S )

Una buena fuente de información sobre baterías (especialmente los límites de carga y descarga): Battery University

    
respondido por el Misunderstood
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Uso de una batería Voltaje justo por encima del voltaje del LED con un ESR que baja el voltaje al rango de operación de los LED especificados (3.0 a 3.1 para 5mm y menos para LED de mayor potencia debido al menor ESR)

Aunque no obtiene la corriente nominal máxima del LED con una batería de 3V, cuando "ajusta la batería a los LED" y se da cuenta de que existe una gran variación en las tolerancias de una marca a otra, puede obtener una simple linterna de 3V.

N.B.

Si no hace su tarea o investiga o no sabe cómo obtener la ESR para la batería y los LED, terminará con una linterna tenue o algo peor. No adivinar Obtener las hojas de datos y resolverlo. Mis otras respuestas muestran cómo funcionan los LED y las baterías, si realiza una búsqueda.

Tenga en cuenta que el CR123A puede ser Ni-MH o Li-ion primario o secundario y puede ser de 500mAh a 2500mA dependiendo de la calidad y la química. Las primarias tienden a tener una ESR más baja para el mismo tamaño, pero luego las arrojas después de 1 uso. Por lo tanto, el costo total de propiedad, factoriza los mAh y reduce los ciclos de carga en función de la relación de la corriente operativa / nominal y la profundidad de descarga. Nunca confíe en ningún proveedor si no tiene una hoja de datos y busque testimonios auténticos.

Los LED

se apagarán a ~ 2.65 V y se atenuarán por debajo de su Vf = Vt + I * ESR nominal. Vt es el voltaje de corte que es común para todos los blancos a partir de los cuales, después de la curva cuadrática, se puede obtener un aumento de voltaje de ESR lineal. Por lo tanto, debe tener en cuenta cuál es el voltaje de la batería y la intensidad de las luces LED para ese voltaje, por lo que nunca tendrá menos del 90% de DoD y, preferiblemente, se detendrá al 50% de DoD para 4 veces más ciclos de vida (tipo) en Li-Ion .

Piense en una batería recargable como una supercápsula con 1kF a 20kF dependiendo de la capacidad de Vavg de Wh o Ah * y cuándo envejece después de cientos de ciclos o antes (según los niveles de abuso de DoD > 80% o el tiempo de abuso de sobrecarga > 4.1) V) que la capacitancia cae hacia el 1% de su nivel inicial y, por lo tanto, no puede mantener una carga muy larga. Todavía realiza una supercapía para baja corriente, pero como la ESR también aumenta con el envejecimiento, la corriente máxima de pulso (Isc) disminuye.

Comentario final

Si planea usar solo un 50% de DoD, entonces las baterías de ión de litio tendrán un% de cambio de voltaje bajo y, por lo tanto, un bajo% de atenuación cuando no esté regulado. Cuando los LED se compran en lotes y se combinan y no se ejecutan en abs. Corrientes máximas no hay riesgo de fuga térmica en paralelo. Pero pruebe Vf si no obtiene los resultados de su proveedor. Yo sí.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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