Alimentación de LED de alta potencia sin resistencias

La clave para usar una resistencia limitadora de corriente es que debe ser grande en relación con la carga. Los resistores tienen un cambio de resistencia relativamente predecible y lineal con el aumento de la temperatura. Los LED, por otro lado, tienen un cambio no lineal con el aumento de temperatura. Se calientan, consumen más corriente y se calientan más. Con suficiente potencia, simplemente se queman. Sus ecuaciones son básicamente correctas, pero el método requiere un poco de prueba y error. Le dará un buen lugar para comenzar, pero debe ajustar la resistencia en estado estable (después de que todo haya tenido la oportunidad de calentarse). Su elección de resistencia es grande en comparación con el LED y eso es bueno, pero es ineficiente. Hace que controlar el LED de esta manera sea más estable, pero desperdicia poco más de 2/3 de su energía.

Un mejor enfoque es poner varios en serie para acercarnos a los 12V y no tener que bajar tanto el voltaje con los LED. Con un poco de prueba y error, este enfoque funcionará, pero es difícil maximizar los LED. Tenderías a debilitarlos un poco, para estar seguro, con este método.

Un mejor enfoque sería agregar una unidad de corriente constante. Todavía puede usar su fuente de alimentación, pero luego agregue un circuito controlador de LED en serie entre la fuente de alimentación y el LED. No sé qué acceso tiene para hacer PCB o si esa es una opción para usted. De lo contrario, puede buscar "Convertidor CC CC de corriente constante" y encontrar algo bastante barato para lo que está haciendo. Aquí hay uno por alrededor de $ 5 que haría 250W DCDC CC Converter . Sospecho que es la opción más fácil. Otra sería agregar un controlador de corriente constante por juego de 3 LED, algo así como un CAT4101 de ONSemi.

Todas estas formas funcionarán, solo necesita elegir la que mejor se adapte a sus requisitos. Yo compraría el controlador CC. Si elige la ruta de la resistencia, recuerde comenzar alto, pruebe con 3 en serie, déjelos alcanzar la temperatura y verifique cuánta corriente están usando. Para hacer eso, solo mida la caída de voltaje a través de la resistencia y use V = IR para encontrar su corriente. Eso debería estar bastante cerca (la resistencia en la resistencia habrá cambiado un poco según la temperatura). Sus resistencias están disipando mucho calor, es posible que desee un ventilador u otro disipador de calor.

Buena suerte.

Usted se enfrenta a varios problemas. Pero quiero concentrarme en un comentario que hiciste:

Si lee la pregunta, los estoy alimentando con 3.3V en lugar de 3.6V. 3,6 V es el límite superior y me gustaría permanecer un poco más bajo que eso.

El problema con su declaración es que no puede tomar esa decisión. No puede elegir el voltaje de funcionamiento para cada LED. (Bueno, podría simplemente cablearlos directamente a una fuente de alimentación de cumplimiento de corriente alta y muy baja impedancia. Pero eso sería desastroso, en general).

Incluso los LED agrupados (puedes comprarlos agrupados o sin agrupar) tendrán voltajes variables. Dado que su brillo está más estrechamente relacionado con (predicho por) su corriente, querrá controlar la corriente y no el voltaje.

Por lo tanto, no puede elegir este valor en el nivel de precisión que sugirió anteriormente. En su ejemplo, hizo todo lo posible para mostrar la disipación de energía en la resistencia de caída de voltaje para su único LED que opera desde$12\:\textrm{V}$. y usaste$3.3\:\textrm{V}$en sus cálculos como si pudiera elegir eso. Pero no lo hace y ese NO sería necesariamente el voltaje que mediría en el LED si lo hiciera. Y si usara un LED diferente de la caja, también obtendría un valor diferente.

Dado que sus suposiciones son falsas, sus conclusiones son al menos arriesgadas .

Como ya está aprendiendo de las muchas respuestas, debe pensar de manera diferente. En primer lugar, está hablando de MUCHA potencia incluso si solo considera el 100% de eficiencia con sus LED. Debido a la magnitud de eso solo, es importante pensar más y considerar diferentes alternativas (porque tendrá que aceptar la idea de más presupuesto y espacio para considerar más).

La primera pregunta que debe hacerse es si va a insistir en el uso de su actual$12\:\textrm{V}$fuente de alimentación, o si está dispuesto a dejarlo de lado y encontrar algo más apropiado para la tarea. Si tiene la intención de mantener el actual$12\:\textrm{V}$fuente de alimentación, entonces esto limita sus opciones en una dirección (o al menos cambia la forma en que ve algunas). Si está abierto a la idea de una respuesta diferente, entonces podría considerar dispositivos de fuente de alimentación de corriente constante con voltajes de cumplimiento más grandes ( qué tan alto es el voltaje de cumplimiento es otro problema que debe enfrentar, ya que algunos voltajes se convierten en un problema de seguridad humana y otros lo son mucho menos).

Debo suponer que ya tiene el problema de la disipación en la mano (en parte, aunque no sea por otra razón, entonces porque tiene 50 de estos dispositivos y ocuparán espacio y sabe lo suficiente como para montarlos bien y apropiadamente).

Si elige un suministro de corriente constante con un voltaje de cumplimiento máximo especificado, esto determinará la cantidad de LED que puede poner en serie. Para esto, definitivamente use el voltaje máximo especificado para el LED como el "peor de los casos" al calcular el voltaje de cumplimiento que debe buscar al seleccionar el suministro de CC. Si ese voltaje ha terminado$48\:\textrm{V}$, más o menos, se está moviendo hacia el territorio inseguro. Así que tenlo en cuenta también. La eficiencia de este circuito probablemente se pueda determinar revisando las especificaciones del suministro que elija.

Si elige un suministro de voltaje constante, es posible que tenga más opciones y más baratas (o no, sinceramente, no lo sé). Aquí, está buscando la corriente de cumplimiento y debe permanecer por debajo de eso. Elija un voltaje con el que desee trabajar, lo más alto posible en este caso, pero no tan alto que rompa su propio "concepto de seguridad" en esta situación. Nuevamente, si ese voltaje ha terminado$48\:\textrm{V}$, más o menos, se está moviendo hacia el territorio inseguro. Pero de lo contrario, es posible que desee seleccionar el voltaje más alto posible (pero menos de$200\:\textrm{V}$en todos los casos, ya que sus 50 LED no pueden necesitar más que eso), de acuerdo con su propia sensación de seguridad. Aquí, lo que necesita es un circuito de corriente constante para colocar entre la fuente de alimentación y la (s) cadena (s) de LED para que pueda limitar la corriente tal como lo haría un suministro de corriente constante por usted. Estos circuitos no son difíciles. Pero requieren algo de "voltaje de margen" para funcionar. Por lo tanto, debe tener en cuenta ese margen al totalizar sus números. La ineficiencia aquí se deberá al voltaje de margen del circuito CC agregado multiplicado por la configuración de corriente CC (su potencia requerida) frente al voltaje total estimado de los LED en la cadena que impulsa multiplicado por la corriente CC. Cuanto mayor sea el voltaje que pueda atribuir a la cadena de LED, mejor será probablemente su eficiencia. Pero te encuentras con ese problema de seguridad en algún momento y necesitas tomar decisiones aquí. Esta es la razón por la que ejecutar los LED, uno por cadena, con su$12\:\textrm{V}$fuente de alimentación es una mala decisión desde el punto de vista de la eficiencia.

La eficiencia ciertamente debe ser uno de sus objetivos, considerando todo esto.

No puedo ofrecer más consejos sin saber dónde están tus propios límites. Problemas de seguridad con el voltaje, las ventajas y desventajas que imagina al hacer funcionar los LED en cadenas en serie frente a hacerlo individualmente, etc. (Por ejemplo, ¿necesita los otros 49 para seguir funcionando si uno de los LED se "quema" o si ¿Lo quitas? ... suponiendo que sean removibles, en absoluto. ¿Cómo sabría tus pensamientos aquí?)