Reduciendo la disipación de calor en la fuente de corriente lineal utilizada para conducir un LED

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Actualmente estoy usando una fuente de corriente lineal para controlar un solo LED como en aquí . En mi caso (siguiendo la notación en el enlace), VDD está directamente conectado a una batería de polímero de litio de una sola celda, es decir, Vcc = 3.0 ~ 4.2 V. Para el transistor y el MOSFET, estoy usando MMBT3904LT3G (Digikey link ) y 2N7002P, 235 (Digikey link ), respectivamente. Rs se establece en 2,2 ohmios. Mi corriente deseada es de aproximadamente 250 mA.

Aquí está el diagrama del circuito del sitio:

ElproblemaesquehaytantadisipacióndecalorqueesdifíciltocarlaplacaPCB.Hay3LED(ycircuitoscorrespondientes)entotalenunPCBde50mmx50mm(FR-4,1,6mmdegrosor).Estoymidiendo565mV(queenrealidadsiguedisminuyendoamedidaqueelPCBsecalienta)atravésdeR2yunacaídadevoltajede2,14VenelLEDaVcc=4,2V.SupongoquelamayorpartedelcalorsegeneradesdeQ2,yaquetieneparadejarcaerelrestodelatensión,queesaproximadamente1,5V.

Heconsideradousarunreguladordeconmutaciónreductorparareducirelvoltajedelabateríaaalrededorde3V,loquecreoqueayudaráasolucionarelproblema.TambiénbusquéenDigikeyparaencontrarICdedicadoscomo este uno . Sin embargo, ambos requieren un inductor que he oído para ser caro. También parece que hay bombas de carga de las que no estoy seguro de que sean efectivas en mi caso (el voltaje directo del LED siempre es menor que el voltaje de la batería).

¿Cuál sería la mejor manera de ir? Al final, estoy buscando una solución rentable, pero ahora estoy abierto a cualquier sugerencia. Y podría aclarar si los controladores LED de la bomba de carga (como esto ) será efectivo para mi caso.

    
pregunta Jann

2 respuestas

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Suponiendo que estoy mirando el circuito correcto, que debería haber vuelto a publicar aquí para que la gente no tenga que retroceder y avanzar ...

También asumiendo que deseaba 0.25A por LED y ellos pueden manejarlo.

Su elección para Q2 es demasiado pequeña para 350 mW, necesita al menos una parte de 1W si no una de 2W y un disipador de calor no resultaría perjudicial. El 2N7002P también es un MOSFET. No veo ningún circuito MOSFET en su enlace. Así que toda esta respuesta puede ser falsa. Un MOSFET puede hacer que este circuito oscile, y no le está comprando nada.

R2 también debe tener al menos un cuarto de vatio, que estará a 20 ° C por encima de la temperatura ambiente, medio vatio sería más frío.

Los LED en sí, a medio vatio cada uno, son sus peores delincuentes y también necesitan un tratamiento especial para deshacerse del calor.

En cuanto a la reducción de calor.

Con una solución lineal en ese rango de voltajes, no puede elegir, necesita disipar @ 3W, lo que no es tan malo para un cuadrado de dos pulgadas. Puedes manejar mejor el calor, pero la potencia es lo que es. Un controlador de conmutación sería mejor para esta corriente alta, y los inductores no son tan caros como podría pensar, no en comparación con una tonelada de disipadores de calor. Sin embargo, no hay nada que puedas hacer para reducir la generación de calor por LED, aparte de ejecutarlos con un atenuador.

De todos modos, arregle Q2 primero en una parte NPN más grande que no se calienta tan bien la temperatura.

    
respondido por el Trevor_G
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Posiblemente podría reducir la corriente usando un rojo de menor longitud de onda.
1 vatio de flujo radiado a una longitud de onda de 625 nm producirá 180 lúmenes. A una longitud de onda de 620 nm produciría 260 lúmenes (45% de aumento).

Los LED rojos varían desde 30 lúmenes hasta más de 100 lúmenes por vatio. El uso de un LED rojo de alta eficiencia (más de 100 lúmenes por vatio) reducirá la corriente requerida.

Cree 623nm XPEBRD-L1-0000-00902 = 109 lm / W
OSRAM 626nm GR CSHPM1.23-JUKQ-1 = 101 lm / W

Lumiled Luxeon Color C 629nm L1C1-RED1000000000 = 53 lm / W

A 250 mA, los LED calentarán la placa a más de 50 ° C (tocable pero incómodo) sin una gestión térmica significativa.

Medí la temperatura de una cadena de 16 LED blancos espaciados a 0.75 "en una PCB de 0.7" de ancho sin disipador térmico. La temperatura se midió en el lado inferior bajo un LED.


Esteesuncircuitocontroladorsimplemuyeficienteydebajocosto.


Inductor

inductorpequeñodebajocostoconbajoDCR Colicraft MSS1038


Driver

Este es un controlador lineal de baja caída eficiente


Reguladordecorrienteconstanteajustable&ControladorLED

150mA-350mACCRegulator En Semi NSI50150ADT4G

    
respondido por el Misunderstood

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