ข้อเท็จจริงที่ว่าตัวต้านทานที่ใช้ในการ จำกัด กระแส LED กระจายพลังงานบางส่วนที่อยู่ในแอปพลิเคชันแสงสว่างอย่างไร

ไฟ LED ไม่สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งพลังงาน - เฉพาะในชุดที่มีตัวต้านทาน จำกัด กระแส ซึ่งหมายความว่าเมื่อ LED ขับเคลื่อนพลังงานบางกำลังกระจายโดย LED ที่และพลังงานบางส่วนจะกระจายโดยตัวต้านทาน ซึ่งหมายความว่าพลังงานบางอย่างสูญเปล่า

ตอนนี้สมมติว่าฉันต้องสร้างแหล่งกำเนิดแสงอันทรงพลัง - โคมไฟบ้านหรือไฟหน้ารถ - ที่ใช้ไฟ LED เป็นแหล่งกำเนิดแสง ฉันจะต้องเชื่อมต่อ LED ทั้งหมดผ่านตัวต้านทาน

ฉันเดาว่าตัวต้านทานเหล่านี้จะสิ้นเปลืองพลังงานค่อนข้างมาก

ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขอย่างไรเมื่อใช้ LED สำหรับให้แสงสว่าง?

ไฟ LED ชอบที่จะขับเคลื่อนด้วยแหล่งจ่ายกระแสคงที่ - เช่น กระแสคงที่โดยไม่คำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ ในทางปฏิบัติสำหรับการใช้งานที่ง่ายเราจะถือว่าแรงดันตกไปข้างหน้าคงที่และใช้ตัวต้านทานเพื่อให้ได้กระแสที่ถูกต้อง

อย่างไรก็ตามด้วยการเปลี่ยนแปลงเช่นการแปรผันของกระบวนการอุณหภูมิ ฯลฯ แรงดันไฟฟ้าไปข้างหน้าและด้วยเหตุนี้กระแสไฟฟ้าจะเปลี่ยน สำหรับแอปพลิเคชันทั่วไปสิ่งนี้ไม่ใช่ปัญหา แต่สำหรับแอปพลิเคชันพลังงานสูงเช่นที่คุณพูดถึงสิ่งนี้จะกลายเป็นปัญหาดังนั้นตัวต้านทานจะไม่ถูกใช้

การแก้ปัญหาคือการรวมข้อเสนอแนะในวงจร ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของวงจรขับกระแสไฟฟ้าจะถูกวัดและแรงดันไฟฟ้าข้าม LED ที่ควบคุมเพื่อรักษากระแสตามค่าที่ต้องการ เป็นโบนัสที่มีประโยชน์นี่จะช่วยให้คุณสามารถหรี่แสง LED ด้วยการลดกระแส

เมื่อคุณชี้ให้เห็นว่าถ้าเราเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าส่วนเกินให้เป็นความร้อนมันจะไม่มีประสิทธิภาพเลยทีเดียว (นี่คือรูปแบบของตัวควบคุมเชิงเส้น )

วิธีการแก้ปัญหาคือการใช้สวิตช์ควบคุมซึ่งจะเปิดแรงดันไฟฟ้าทั้งอย่างเต็มที่หรือปิดอย่างเต็มที่ ตัวเก็บประจุถูกใช้เพื่อ "เฉลี่ย" แรงดันไฟฟ้านี้และโดยการเปลี่ยนอัตราส่วนของเวลาที่เปิดใช้กับเวลาที่ถูกปิดเราจะควบคุมแรงดันไฟฟ้าเฉลี่ย ทั้งหมดมีประสิทธิภาพ 90% +

หากคุณสนใจวงจรที่ใช้กันทั่วไปคือตัวแปลงบั๊ก

และหากคุณต้องการเจาะลึกวิดีโอทั้งสองนี้ที่มี Howard Johnson และ Bob Pease นั้นดีมาก

ขับ LED ที่ให้พลังงานสูงโดยไม่ถูกเผา - ตอนที่ 1

การขับขี่ LED พลังงานสูงโดยไม่ทำให้ติดไฟ - ส่วนที่ 2

ไฟ LED สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งจ่ายไฟเพียงแค่ว่าแหล่งจ่ายไฟนี้ควรจะควบคุมในปัจจุบันแทนการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่พบบ่อยมากขึ้น

แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งใช้เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีเมื่อทำการแปลงแรงดันและกระแสไฟฟ้าหนึ่งตัวเป็นแรงดันและกระแส เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าไทม์สปัจจุบันคือกำลังไฟ, แรงดันไฟฟ้า x ผลิตภัณฑ์ปัจจุบันไม่สามารถเกินแรงดันไฟฟ้า x ผลิตภัณฑ์ปัจจุบันได้ในความเป็นจริงจะมีประสิทธิภาพบางอย่างดังนั้นแรงดันเอาต์พุต x ปัจจุบันจะน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุต x ปัจจุบัน ประสิทธิภาพ 90% ค่อนข้างดี ประสิทธิภาพ 95% นั้นยอดเยี่ยมมาก กระแสหลักออกจากแหล่งจ่ายไฟชั้นวางมักจะอยู่ในช่วงประสิทธิภาพ 80-90%

ไม่ว่าจะเป็นแหล่งจ่ายไฟควบคุมแรงดันไฟฟ้าหรือกระแสขึ้นอยู่กับวิธีการรับสัญญาณความคิดเห็น แหล่งจ่ายไฟจะพยายามลบความแตกต่างระหว่างสัญญาณอ้างอิงอินพุตและสัญญาณตอบรับ หากสัญญาณความคิดเห็นเป็นสัดส่วนกับกระแสออกแล้วมันจะควบคุมในปัจจุบันนั้น

สำหรับตัวอย่างของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งที่ควบคุมกระแสไฟผ่านสตริงของ LED ให้ดูแผนผังของไฟหน้า KnurdLight LEDของฉัน. งานหลักของวงจรนี้คือการเรียกใช้ค่าคงที่ประมาณ 20 mA ผ่านสายไฟ LED สีขาวจำนวน 4 ดวงซึ่งต้องการพลังงานรวมประมาณ 13V กำลังไฟฟ้าเข้าเป็นเซลล์ AA สองเซลล์ซึ่งมีขนาดประมาณ 3V ส่วนประกอบหลักของบูสเตอร์คอนเวอร์เตอร์คือตัวเหนี่ยวนำ L1, ทรานซิสเตอร์ Q2 เป็นสวิตช์และไดโอด D1 กระแสไฟ LED ของไฟดับไปที่จุดเชื่อมต่อ P1 และส่งคืนที่ P2 กระแสไฟไหลย้อนกลับจะผ่านตัวต้านทานการตรวจจับกระแส R6 PIC มีการอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าคงที่ภายใน 600 mV แรงดันไฟฟ้าจาก Accross R6 นั้นแปรผันกับกระแสไฟ LED ซึ่งเปรียบเทียบกับการอ้างอิง 600 mV ภายใน PIC เฟิร์มแวร์ใน PIC ใช้ไฟแสดงสถานะสูง / ต่ำหนึ่งบิตเพื่อควบคุมสวิตช์ Q2