Яким чином той факт, що резистор, що використовується для обмеження струму світлодіода, розсіює частину енергії, що стосується освітлення?

Світлодіоди не можна підключати безпосередньо до джерела живлення - лише послідовно з резистором, що обмежує струм. Що означає, що при включенні світлодіода деяка потужність розсіюється цим світлодіодом, а деяка потужність розсіюється резистором. Що означає, що деяка кількість енергії витрачається даремно.

Тепер припустимо, що мені потрібно створити потужне джерело світла - світильник будинку або фару автомобіля - яке використовує світлодіоди як джерело світла. Мені доведеться підключити всі світлодіоди через резистори.

Я думаю, що ці резистори будуть витрачати досить багато енергії.

Як вирішується ця проблема при використанні світлодіодів для освітлення?

Світлодіоди люблять живитись постійним джерелом струму, тобто. фіксований струм незалежно від напруги, необхідної для досягнення цього. На практиці для простих застосувань ми передбачаємо фіксований перепад напруги вперед і використовуємо резистор для досягнення правильного струму.

Однак із змінами, такими як зміна процесу, температура тощо, напруга вперед і, отже, струм, змінюватимуться. Для простих застосувань це не проблема, але для застосувань з високою потужністю, таких як ви згадуєте, це стає проблемою, і тому резистори не використовуються.

Рішення полягає в включенні зворотного зв'язку в ланцюг. У складі схеми драйвера вимірюється струм, а напруга на світлодіоді контролюється, щоб завжди підтримувати струм у потрібному значенні; як корисний бонус, це також дає можливість затемнити світлодіод за рахунок зменшення струму.

Як ви зазначаєте, якщо ми перетворимо надлишкову напругу в тепло, то вона виявиться досить неефективною (це форма лінійного регулятора )

Рішення полягає у використанні регулятора комутації, який вмикає напругу або повністю, або повністю відключається. Конденсатор використовується для "середньої" цієї напруги, і, змінюючи відношення часу, включеного до відключеного часу, ми контролюємо середню напругу. Все з ефективністю 90% +.

Якщо вам цікаво, то часто використовувана схема - це перетворювач доларів

І якщо ви хочете поглибитись, то ці два відео з Говардом Джонсоном та Боб Пісом надзвичайно хороші,

Керування світлодіодними потужностями високої потужності, не отримуючи опік - частина 1

Керування світлодіодними потужностями високої потужності без опіку - частина 2

Світлодіоди можуть бути безпосередньо підключені до джерела живлення, тільки що це джерело живлення має регулюватися струмом замість більш загального регулювання напруги.

Блоки живлення комутації використовуються для отримання хорошої ефективності при перетворенні однієї напруги і струму в іншу комбінацію напруги і струму. Оскільки напруга в часі напруги є потужністю, напруга x струму на виході не може перевищувати напругу x струму виробу. Насправді буде деяка неефективність, тому вихідна напруга x струм буде трохи меншою, ніж напруга на вході x струм. 90% ефективність - це досить добре. 95% ефективність надзвичайно хороша. Основні джерела живлення на полицях зазвичай знаходяться в межах 80-90% ефективності.

Від того, чи буде джерело живлення регулювати напругу чи струм, залежить від того, як буде отриманий сигнал зворотного зв'язку. Блок живлення спробує усунути різницю між вхідним опорним сигналом і сигналом зворотного зв'язку. Якщо сигнал зворотного зв'язку пропорційний вихідному струму, то він буде регулювати цей струм.

Для прикладу перемикання джерела живлення , що управляє струмом через рядок світлодіодів, см схема моїх KnurdLight LED фари. Основна робота цієї схеми - це провести приблизно постійний 20 мА через рядок з 4 білих світлодіодів, для чого потрібно близько 13 В. Вхідна потужність - це два ячейки AA, які забезпечують близько 3В. Основними частинами підсилювального перетворювача є індуктор L1, транзистор Q2 як комутація та діод D1. Струм до світлодіодів вимикає точку підключення P1 і повертається на P2. Зворотний струм протікає через резистор R6 зондування. PIC має внутрішню опорну напругу з фіксованою напругою 600 мВ. Напруга від R6 пропорційно світлодіодному струму, який порівнюється з посиланням 600 мВ всередині PIC. Прошивка в PIC використовує цей однобітний показник високого / низького рівня для управління перемикачем Q2.