LED（电池）预算！–如何在不耗尽电池的情况下降低通过LED的电流？

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编辑：这是一个简短的版本，蜿蜒的动机版本可能包含在有关一般电池寿命优化的父问题中。

如何在不浪费电池的情况下降低流向LED的电流？

我认为使用电阻降低电流会耗尽电池寿命。这是真的？如果电流很小，如何消耗电池电量？是功耗吗？

我认为使用二极管（和较小的电阻器）仍会耗尽电池的电量（LadyAda说过类似“任何降低电压的线性设备都使用相同量的功率”）。这是真的？是一样的数量吗？

我可以“免费”降低电压，即不浪费太多功率吗？稳压器IC如何做电阻器或二极管不能做的事情？

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— 杰克·施密特
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您似乎在问一个问题，如何降低LED的电流。如果是这样，您可以大大缩短这个问题。人们会为您指明正确的方向。
— Kortuk
大大缩短。我链接到另一个问题的上下文。
— 杰克·施密特
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您的问题中还有8个问题。我认为最有趣的是，如果增加限流电阻的电阻会延长电池寿命。
— mjh2007
我现在没有时间，但是明天我会看看我能否回答您的问题“稳压器IC如何做电阻或二极管不能做的事情？”
— 凯文·维米尔
就您的意思而言，线性稳压器无法执行二极管或电阻器无法执行的任何操作。他们仍然将电能浪费为热量。但是，由于开关稳压器可以无阻通过电流或将其完全阻断，因此不会浪费任何器件本身。
— endolith

Answers:

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使用低电流的LED。例如，此电流消耗2mA。

使用脉冲宽度调制（PWM）驱动LED。在关闭期间，它不消耗功率。50％的亮度可能是可以接受的。

— 托比·贾菲
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好主意。我看到了有关红外发射器指示灯的一些信息（如果不是PWM，显然它们会变热）。太酷了，这有效地降低了“均方根”电压，对吗？基本上免费（就电池寿命而言），而不是微控制器或振荡器或必须运行的东西，对吗？
— Jack Schmidt
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按照相同的思路，请考虑使LED闪烁。1％的占空比（每秒10 ms的开机定时器）仍然可见，并且仅消耗1％的功率。
— semaj 2010年
@Jack是的，它基本上是免费的。MCU的功率应远小于LED。
— Toby Jaffey 2010年
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我认为PWM是必经之路，与D类放大器一样，可以节省能源。您可以使用较小的电阻器并发送短暂的大电流脉冲，而LED不在乎吗？它只关心平均功耗和散热速率？
— endolith
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如果被脉冲化，LED更能容忍过电流（如您所说的那样散热）。但是，最好不要将最大电流额定值过分地保持不变。使用限流电阻使您的“导通”电流接近最大值，然后使用占空比降低的PWM在所需的位置获得平均亮度。如果闪烁太多，请尝试将一个与LED并联的电容（在电阻之后）。该电容还允许使用一个低阻值的电阻，因为它会为PWM的“关断”部分存储一些能量。周期。
— 杰西（Jesse）
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我认为使用电阻降低电流会耗尽电池寿命。这是真的？

第一个陈述很难给出是/否的答案。从技术上讲，它自身会消耗一些功率，但是随着电阻的增加，功率会下降（电流也会减小，这在电池中很重要）。

如果电流很小，如何消耗电池电量？

这是一个非常非常混乱的声明。“小”，这意味着每个人都有所不同。如果您的意思是小（可以忽略不计），那么可以忽略不计，但是我怀疑对于计数uA的电路是否正确。对于它可以忽略不计，一个好的规则可以是它的平均电流小于整个系统电流的1/10（我是字段，1/10足以表示1 /无限大）。

是功耗吗？

是的，答案最短。电池通常具有与之相关的电压。大多数设备的电流都会随电压的变化而变化，但是由于您知道电压，因此可以知道其电流消耗。由于电池的容量以AH或mAH为单位进行测量，因此可以进行设置。用AH表示的容量，除以设备拉出的A数，就可以算出小时的寿命。数字够大吗？你已经定了。要早三周死吗？现在，您必须找到降低平均电流消耗或增加电池电量的方法。

我认为使用二极管（和较小的电阻器）仍会耗尽电池的电量（LadyAda说过类似“任何降低电压的线性设备都使用相同量的功率”）。这是真的？是一样的数量吗？

如前所述，您实际上有一个当前预算。如果平均电流消耗增加，则将失去电池寿命。

我可以“免费”降低电压，即不浪费太多功率吗？稳压器IC如何做电阻器或二极管不能做的事情？

是的，如果您使用LED驱动器之类的设备，则可以解决问题。这些大多数是开关模式电源。这些是电子学中相对较高级的概念，请不要为理解它而beat强。只要了解它会作弊。效率在80％或90％范围内。您可以计算设备的功耗，然后考虑效率以获取实际功耗。然后可以将其除以电压，并应与平均电流消耗相关。

我的建议

有一种更简单的方法。正如Joby所说的，PWM。但我不建议使用10％的PWM，甚至1％的PWM。相反，请使LED短时闪烁以使您了解重要事件。

如果要检查设备是否正在休眠，请每隔1秒钟唤醒一次。如果您在连接rs232时进行传输，则每次您发送“数据包”时都将其闪烁。这样可以每隔几秒钟为您提供毫秒的“开启”时间。如果您将此视为基本的PWM，那么您获得的收益将不到0.1％。如果您要拉20mA来闪烁（非常亮），则平均要拉20uA。转到2mA二极管，您的平均电流为2uA。如果您每分钟眨眼一次，则除以60：1 / 30uA。

— 科尔图克
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所需的特定电源类型是降压稳压器。开关模式PSU是一个非常宽泛的术语。驱动LED真正需要的只是一个电感器和一个开关，与Wikipedia页面上显示的复杂而昂贵的设备完全不同。
— 凯文·维米尔
我已经帮助需要高亮度的人实现了LED升压转换器。它们都属于SMPS。如果需要，LED驱动器将提高电压以获得所需的电流。对于那些仍在学习电阻器和LED的人来说，我认为这是一个高级主题。我们都从某个地方开始。
— Kortuk
我确实想知道为什么我会收到反对意见，如果任何反对我的人都可以扩大我想改善自己的职位。我试图用一些解释来回答每个问题，但避免写10页，而且不会迷失细节。
— Kortuk
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我看不到会被否决的。您以一种可以考虑更有效的解决方案的方式扩展了可能的解决方案的范围。
— 杰西（Jesse）
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如您所见，电阻器浪费功率。任何其他模拟设备，例如稳压器电路中的晶体管，任何种类的IC，二极管，或者其他任何将电流从电压源传输到LED的设备，都将浪费功率。无论电源电流流过多少，从电源电压到LED两端的正向压降之间都会存在一个压降。乘以发现浪费为热量的功率。任何花哨的调节器IC都无法逃脱这一基本原理。

只有两种电气元件不会浪费电能：空的空气和电线。空的空气，也就是说，任何非连接（例如，断开的开关或关闭的晶体管）的电流为零。导线或任何导体（例如，导通的晶体管）（忽略小的饱和电压）的压降为零。低功率电路必须避免使用电阻器，并使用晶体管作为开关，始终处于导通或截止状态。

对于需要特定电流量的LED，可以用矩形波驱动晶体管。无论是“导通”还是“关断”，晶体管中浪费的功率很少。电荷被有效地转移到LED。当然，您不希望在“接通”阶段让过多的电流流过，敬酒LED或使其老化，因此请使用电容器来平滑负载上的电压。（这是可选的，具体取决于LED的最大额定电流，开关频率等）。可以通过更改矩形波的占空比来改变LED的亮度，尽管您希望阻止使用100％的导波-然后全电压供应给LED。

这是一种基本的开关电源，是近几十年来的一项重要技术。

— 达伦
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虽然电线的压降不大，但也不是零（除非您有电阻为零的超导线）。电线通常只有非常低的电阻，即低电压降。
— pfyon 2010年
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如果您增加限流电阻的电阻，我认为您的电池寿命将会延长。对于使用较大电阻器的电压源（例如电池），意味着较少的电流将流经电阻器和二极管。唯一的缺点是您有一个调光二极管。但是，由于减少了流经整个电路的电流，因此可以延长以mAh为单位的电池寿命。

— mjh2007
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您想要的是电流控制电路。这些通常可以在更好的LED手电筒中找到（例如），MAX6969之类的设备可以帮助您通过微控制器控制一堆LED。除非您将其与较低的电压（可能由恒压降压稳压器提供）组合在一起以为LED或PWM供电，否则该特定芯片将不会为您节省功耗。增加串联电阻的确会消耗较少的电流，从而使电池寿命更长，但是光也会减少。使用恒流电源，您可以消除串联电阻中转换为热量的功率。

— 扬·韦尼尔（Yann Vernier）
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尝试使用降压变压器来运行LED。.仅在串联使用更多线圈的一侧使用LED。通过在到达LED之前在变压器线圈中旋转许多匝来提供电阻。不会产生太多热量电阻..浪费少了

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