cómo reducir la corriente a los LED de alimentación

Estoy reemplazando una lámpara de microscopio con un faro LED de motocicleta. La luz es de 20 W, 9-85 V CC; el controlador incorporado y una caja negra completa para mí. Lo enciendo con una fuente de alimentación de 65W (18.5V/3.5A). Mientras lo he probado (brevemente), esto parece funcionar bien.

Ahora la carcasa original tenía un potenciómetro para ajustar el brillo de la lámpara. Ingenuamente, lo soldé en serie con el faro. Mientras duró, funcionó funcionalmente bien para reducir la luz, pero, por supuesto, en un minuto, el humo, el olor y el potómetro incluso emitieron una luz roja (tuvo que soportar 20W).

Si lo entiendo bien ahora, debo reducir la potencia de salida alimentada a la luz. Preguntas similares aquí sugieren que un FET es el camino a seguir. ¿Qué tipo de FET debo seleccionar aquí (y por qué?). Esbozo a continuación cómo lo entiendo ahora:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

¿Es esta la idea? No necesita ser muy preciso ya que es solo un atenuador de luz.

Como se muestra, el MOSFET estará encendido al 100%: efectivamente, no hay corriente a través de la puerta del MOSFET, lo que significa que el potenciómetro (independientemente de su configuración) simplemente bajará la puerta a 0V. Eso significa que tiene 18,5 V en la compuerta MOSFET, encendiéndola al 100 % (nota al margen: verifique dos veces el voltaje máximo de la compuerta abs de su MOSFET, a menudo es de +/- 15 V más o menos).
La clave es comprender que los MOSFET son dispositivos controlados por voltaje y los BJT son dispositivos controlados por corriente.
¿"Controlador incorporado"? Es posible que desee investigar esto. Si agrega un control de brillo externo, podría tener dos sistemas de control luchando entre sí (uno interno al controlador y el otro, el suyo, externo al controlador).
@daniel: ¿me equivoco al pensar que en este caso el control es el voltaje y la corriente de salida?
Alterar la corriente que fluye hacia un MOSFET cambia la rapidez con la que realiza la transición, no la cantidad de conducción. Investigaría más a fondo los MOSFET por su cuenta para obtener una mejor comprensión de cómo funcionan.
9 a 85V? ¿Para una lámpara de moto? Eso es muy generoso para un sistema que normalmente tiene sistemas de energía nominal de 6, 12 o 24 voltios.

Respuestas (3)

Los LED deben funcionar con una fuente de corriente constante para poder regular el brillo sin parpadeo (los LED automotrices tienen PWM completamente encendido/apagado, y me sorprende que no parezca haber ninguna regulación sobre el parpadeo, yo encontrarlo molesto). Dado que cualquier circuito lineal disipará la energía 'no deseada' del suministro, necesitará

1 - una gran resistencia variable/reóstato. Estas cosas son bastante caras y se calientan.

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  1. un circuito regulador lineal. Hay muchas maneras de controlar un transistor o un FET como fuente o sumidero de corriente constante, aquí hay una de una nota de la aplicación TI : las clasificaciones de los componentes no se seleccionan para esta aplicación en particular. El dispositivo de salida volverá a disipar una buena cantidad de calor, por lo que deberá disiparse bien.

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  1. Hay reguladores reductores que pueden operar en modo de corriente constante, y en frecuencias lo suficientemente altas como para que cualquier parpadeo que haya debido a la ondulación en la corriente no se note en la fotografía. Aquí hay un arreglo posible de aquí. Este enfoque tiene la ventaja de que la eficiencia es alta, por lo que habrá poco calor para disipar.

Un pensamiento: ¿hay algún regulador existente incluido con el LED que está utilizando? Ese rango de voltaje, además de sonar extraño para un producto automotriz, no sería posible sin algún regulador.

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Recomendaría un MOSFET de canal N de lado bajo con una línea de control PWM para controlar el brillo. Concepto esquemático básico:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Cuando la señal PWM es alta, el NFET conduce, la corriente fluye y la luz se enciende. Cuando la señal PWM es baja, el NFET deja de conducir, la corriente deja de fluir y la luz se apaga.

Al variar el ciclo de trabajo (porcentaje de tiempo que la señal PWM es alta), puede controlar el brillo. Un microcontrolador simple como un Arduino puede proporcionar la señal PWM. Querrá buscar un NFET que use señalización de nivel lógico para que los pines GPIO de Arduino puedan encender y apagar completamente el NFET.

Puedo ver cómo funcionaría esto, sin embargo, no dije que la luz no es solo para ver con mis ojos, sino también la fuente de luz para la fotografía. No estoy seguro de que la cámara maneje bien el parpadeo en tiempos de obturación más cortos. Además, usar arduino complicaría el proyecto, sería simple de construir, si no de entender (para mí). Creo que lo analógico es el camino a seguir aquí.
@ user508402 puede agregar un par de elementos de filtro pasivo y usar un PWM de frecuencia relativamente alta y básicamente puede tener CC. Además, el controlador integrado en la lámpara podría tener suficiente filtrado para que funcione.

¿No podría usar un potenciómetro en serie con el LED para obtener el efecto deseado? Obviamente, con la resistencia más alta cerca de la corriente máxima del LED. Esto le permitiría controlar el brillo.

Si tiene la hoja de datos del LED para encontrar el voltaje directo y la corriente, puede usar este enlace Calculador de resistencia de la serie LED para encontrar el valor más grande de resistencia para su potenciómetro.

Lo sentimos, esto no responde a sus preguntas, pero parece una solución simple a su problema. Envíame un mensaje si necesitas una mejor explicación.

Los potenciómetros tienen una corriente de limpiaparabrisas máxima relativamente baja. Por lo general, no están diseñados para limitar la corriente.
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