Bagaimana fakta bahwa resistor yang digunakan untuk membatasi arus LED menghilangkan sebagian energi yang ditangani dalam aplikasi pencahayaan?

LED tidak dapat dihubungkan langsung ke sumber daya - hanya seri dengan resistor pembatas arus. Yang berarti bahwa ketika LED dinyalakan beberapa daya dihamburkan oleh LED itu dan sebagian daya dihamburkan oleh resistor. Yang berarti sebagian energi terbuang sia-sia.

Sekarang anggaplah saya perlu membangun sumber cahaya yang kuat - perlengkapan pencahayaan rumah atau lampu mobil - yang menggunakan LED sebagai sumber cahaya. Saya harus menghubungkan semua LED melalui resistor.

Saya kira resistor itu akan menghabiskan banyak energi.

Bagaimana mengatasi masalah ini saat menggunakan LED untuk penerangan?

LED ingin diberdayakan dengan sumber arus konstan-yaitu. arus tetap terlepas dari tegangan yang diperlukan untuk mencapai ini. Dalam praktiknya untuk aplikasi sederhana, kami mengasumsikan penurunan tegangan maju tetap, dan menggunakan resistor untuk mencapai arus yang benar.

Namun, dengan perubahan seperti variasi proses, suhu dll. Tegangan maju, dan karenanya arus, akan berubah. Untuk aplikasi sederhana ini bukan masalah, tetapi untuk aplikasi daya tinggi seperti yang Anda sebutkan, ini memang menjadi masalah, sehingga resistor tidak digunakan.

Solusinya adalah memasukkan umpan balik ke sirkuit. Sebagai bagian dari sirkuit driver, arus akan diukur dan tegangan melintasi LED dikendalikan untuk selalu menjaga arus pada nilai yang diinginkan; sebagai bonus yang bermanfaat, ini juga memberi Anda kemampuan untuk meredupkan LED dengan mengurangi arus.

Seperti yang Anda tunjukkan, jika kita mengubah voltase berlebih menjadi panas, hasilnya menjadi sangat tidak efisien (ini adalah bentuk pengatur linier )

Solusinya adalah menggunakan regulator switching, yang menyalakan tegangan baik sepenuhnya, atau sepenuhnya mati. Kapasitor digunakan untuk "rata-rata" tegangan ini, dan dengan mengubah rasio waktu dihidupkan ke waktu dimatikan, kami mengontrol tegangan rata-rata. Semua dengan efisiensi 90% +.

Jika Anda tertarik, maka rangkaian yang umum digunakan adalah konverter uang

Dan jika Anda ingin lebih mendalam, maka dua video ini dengan Howard Johnson dan Bob Pease sangat bagus,

Mengemudi LED Daya Tinggi Tanpa Terbakar - Bagian 1

Mengemudi LED Daya Tinggi Tanpa Terbakar - Bagian 2

LED dapat langsung dihubungkan ke catu daya, hanya saja catu daya ini harus diatur arus daripada tegangan yang lebih umum diatur.

Switching power supply digunakan untuk mendapatkan efisiensi yang baik ketika mengubah satu tegangan dan arus ke kombinasi tegangan dan arus yang berbeda. Karena arus kali tegangan adalah daya, tegangan x arus keluar produk tidak dapat melebihi tegangan x arus masuk. Pada kenyataannya, akan ada beberapa inefisiensi, sehingga tegangan keluaran x arus akan sedikit kurang dari tegangan input x arus. Efisiensi 90% cukup baik. Efisiensi 95% sangat baik. Mainstream dari catu daya rak biasanya dalam kisaran efisiensi 80-90%.

Apakah catu daya mengatur tegangan atau arus tergantung pada bagaimana sinyal umpan balik diturunkan. Catu daya akan berupaya menghilangkan perbedaan antara sinyal referensi input dan sinyal umpan balik. Jika sinyal umpan balik sebanding dengan arus keluaran maka akan mengatur arus itu.

Untuk contoh catu daya switching yang mengendalikan arus melalui serangkaian LED, lihat skema headlamp KnurdLight LED saya. Pekerjaan utama dari sirkuit ini adalah menjalankan sekitar 20 mA konstan melalui serangkaian 4 LED putih, yang membutuhkan sekitar 13V total. Daya input adalah dua sel AA yang menyediakan sekitar 3V. Bagian utama dari boost converter adalah induktor L1, transistor Q2 sebagai switching, dan diode D1. Arus ke LED padam titik koneksi P1 dan kembali pada P2. Arus balik mengalir melalui resistor penginderaan arus R6. PIC memiliki referensi tegangan tetap 600 mV internal. Tegangan dari seberang R6 sebanding dengan arus LED, yang dibandingkan dengan referensi 600 mV di dalam PIC. Firmware dalam PIC menggunakan indikator tinggi / rendah satu bit ini untuk mengontrol sakelar Q2.