用于限制LED电流的电阻器如何耗散照明应用中解决的一些能量?


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LED不能直接连接到电源-只能与限流电阻串联。这意味着当LED通电时,该LED会消耗一些功率,而电阻器会消耗一些功率。这意味着浪费了一些能量。

现在,假设我需要构造一个强大的光源-房屋照明设备或汽车前灯-使用LED作为光源。我将必须通过电阻器连接所有LED。

我猜那些电阻会浪费很多能量。

使用LED照明时如何解决此问题?

Answers:


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LED喜欢用恒定的电流源(即LED)供电。固定电流,而不管实现此电压需要多少电压。实际上,对于简单的应用,我们假定正向压降是固定的,并使用电阻器来获得正确的电流。

然而,随着诸如工艺变化,温度等的变化,正向电压以及电流将发生变化。对于简单的应用程序,这不是问题,但是对于您提到的高功率应用程序,这确实成为问题,因此不使用电阻器。

解决方案是在电路中包含反馈。作为驱动器电路的一部分,将测量电流并控制LED两端的电压,以始终将电流保持在所需的值。作为有用的奖励,这还使您能够通过减小电流来使LED变暗。

如您所指出的,如果我们将多余的电压转化为热量,最终效率将非常低下(这是线性稳压器的一种形式)

解决方案是使用开关稳压器,该稳压器可以完全接通或完全断开电压。使用电容器来“平均”该电压,并通过更改开启时间与关闭时间的比率来控制平均电压。效率高达90%以上。

如果您有兴趣,那么常用的电路是降压转换器

如果您想深入了解,那么霍华德·约翰逊(Howard Johnson)和鲍勃·皮斯(Bob Pease)的这两段视频非常棒,

驱动大功率LED而不被烧毁-第1部分

驱动大功率LED而不被烧毁-第2部分


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LED可以直接连接到电源,只是该电源应该是电流调节的,而不是更常见的电压调节的。

当将一个电压和电流转换为另一种电压和电流组合时,使用开关电源可获得良好的效率。因为电压乘以电流就是功率,所以电压x电流乘积不能超过电压x电流乘积。实际上,效率会有些低下,因此输出电压x电流会比输入电压x电流小一点。90%的效率相当不错。95%的效率异常出色。主流电源通常在80-90%的效率范围内。

电源是调节电压还是调节电流取决于如何获得反馈信号。电源将尝试消除输入参考信号和反馈信号之间的差异。如果反馈信号与输出电流成比例,则它将调节该电流。

有关通过一串LED控制电流的开关电源的示例,请参阅我的KnurdLight LED大灯示意图。该电路的主要工作是通过一串4个白光LED运行大约20 mA的恒定电流,总共需要约13V的电压。输入电源是两个提供约3V电压的AA电池。升压转换器的主要部分是电感器L1,作为开关的晶体管Q2和二极管D1。LED的电流流出连接点P1,然后返回P2。返回电流流过电流检测电阻器R6。PIC具有内部600 mV固定参考电压。来自R6的电压与LED电流成正比,并将其与PIC内的600 mV参考电压进行比较。PIC中的固件使用此一位高/低指示器来控制开关Q2。

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