Controlador de corriente constante de matriz LED con MOSFET y NPN Trans

Nunca encendería los LED en paralelo sin una resistencia en serie en cada rama para equilibrar las corrientes entre las ramas, especialmente si los LED están destinados a ser alimentados cerca de su corriente máxima. Si no intenta equilibrar las corrientes, una rama puede tener un poco más de corriente que las otras, lo que hará que los LED de la rama se calienten un poco, cambiando las características de la interfaz de usuario de modo que la rama reciba más corriente y usted tenga térmica huir. Creo que una resistencia de 1Ω en cada rama debería ser suficiente.

La corriente de pulso es la corriente máxima permitida en el LED durante un tiempo breve (por ejemplo, si se desea que el LED parpadee en una cámara de imágenes fijas). La corriente máxima debe ser la corriente máxima que puede aceptar el LED, probablemente con una disipación térmica perfecta. Prefiero no usar corrientes mucho más altas que la corriente nominal.

Sus cálculos para valores de resistencia y disipaciones de potencia me parecen bien.

Editar: no está bien. Primero, si la corriente máxima en sus LED es$4 \times 90\textrm{mA} = 360\textrm{mA}$ciertamente no debe diseñar un regulador de corriente para una corriente más alta, o quemará sus LED. Debería diseñarlo para una corriente más baja para asegurarse de que no los quemará. iría por$4 \times 60\textrm{mA} = 240\textrm{mA}$. Entonces, obtendrías$\textrm{R5} \parallel \textrm{R6} = \frac{0.7\textrm{V}}{0.24\textrm{A}} = 2.9\Omega$, con$\textrm{R5} \parallel \textrm{R6} = \frac{\textrm{R5} \times \textrm{R6}}{\textrm{R5} + \textrm{R6}}$. Si tu eliges$\textrm{R5} = \textrm{R6}$(que es cuerdo), tienes$\textrm{R5} \parallel \textrm{R6} = \frac{\textrm{R5}}{2} = \frac{\textrm{R6}}{2}$, por eso$\textrm{R5} = \textrm{R6} = 5.8\Omega$.

Su circuito es más un limitador de corriente que un regulador de corriente. Funciona porque cuando la corriente es (demasiado) alta, el Vbe de T1aumenta y luego T1reducirá el voltaje Vgs de Q1, que se vuelve más resistivo y reducirá la corriente. R7es útil para que T1pueda reducir el voltaje. Sin él, podría quemarse T1si WHITE_GPIOestuviera conectado a una fuente de voltaje de baja impedancia.

No tengo idea sobre el uso de R21.

¿Es apropiado el circuito?

No

La mayor preocupación para los no iniciados aquí es la fuga térmica y el aumento de la temperatura, y esto depende de la calidad del proveedor de LED para Vf coincidente.

• Las condiciones para la fuga requieren que los cambios de NTC Vf en ΔI por cadena provoquen un aumento en la temperatura de la unión debido a la cadena Vf más baja de esa cadena, mientras que las otras cadenas compartidas comparten menos corriente y bajan de temperatura.

• Debería ser intuitivo que cuantos más LED haya en serie, menor será la variación en los cambios de corriente debido a -ΔV/+ΔT una caída en Vf por cada grado de aumento en Tjcn.

• Sin embargo, el valor de NTC es de solo -1,9 mV/ºC.

  • por lo que una diferencia térmica de 50ºC significa una caída de 0,1V
  • Espero que los LED coincidan dentro de +/- 0.1V en un lote, pero son posibles lotes mixtos.
  • para este tamaño de caja de 2835 (métrico) Rj-sp = 18 ºC/W típ.
  • Se desconoce el acoplamiento térmico entre los LED, pero esto es mucho mejor que fuera de la placa
  • Para analizar esto correctamente, se requiere un criterio de estabilidad con una "ganancia de bucle de <1", donde la ganancia es el producto del aumento de voltaje +ve con la corriente y la caída de voltaje -ve con el aumento de temperatura, lo que provoca un aumento de corriente en el LED. ESR.
    • por ejemplo, un aumento de ΔT de 20ºC a -1,9 mV/ºC significa una caída de Vf de 38 mV que, con un voltaje constante forzado, es en realidad un aumento de 38 mV en V a través de 2Ω ESR o un aumento de corriente de 19 mA con un aumento de potencia de ΔI²ESR= 0,72 mW, lo que da como resultado un aumento de temperatura de 0,72 mW * 19'C/W = 0,13'C, por lo que debería ser estable.
    • usando la diferencia entre cadenas y no los valores absolutos para un LED.
    • el margen de estabilidad se mejora mucho usando una serie R igual a la ESR de un LED o 2 Ω.
    • la foto usa valores de 3R3 y 5R5 Ω
  • El bucle se vuelve más crítico con gradientes de temperatura altos y corrientes altas.
  • Espero que el aumento de temperatura de un LED en general sea un estado estable bastante uniforme, pero inicialmente puede ser alto si hay una gran falta de coincidencia
    • pero esto se está volviendo menos común, especialmente con los LED de alta eficacia y un mejor control de Vf porque una ESR más alta que la nominal (1/Pd) significa una eficacia mucho menor. Este es un problema de control de calidad del proveedor, así que elija las fuentes sabiamente.

  ¿A qué se refiere la corriente de pulso en los LED?

Normalmente, PWM se puede usar a una corriente superior a I max en un ciclo de trabajo inferior al 100%. La relación es generalmente baja para pk/avg como <1.2 para aplicaciones PWM con cierta pérdida de eficacia. A menudo, lo califican en flujo pulsado máximo y lo comparan con el flujo de CC para que no tenga ideas tontas de conducir una corriente 2x al 50% del ciclo de trabajo.

¿Cuál es el uso de la resistencia R21 y R7 en el circuito?

. R17 (100 = 10 Ω) podría ser un puente entre las cadenas de diferentes tamaños de LED debido a una mayor falta de coincidencia de Vf.

En resumen, la necesidad de serie R por cadena depende totalmente de la tolerancia Vf de los LED y el acoplamiento térmico entre ellos.

Entonces, se usan valores mínimos de 1/Pd Ω por cadena y, a veces, más y, en mi caso, obtengo partes coincidentes de <0.1V, así que uso 0 Ω.

agregado

En la hoja de datos de Edison hay números de contenedores para Vf. Solo su proveedor puede controlar lo que obtiene después de su solicitud. Normalmente, el costo aumenta significativamente para el rango de contenedor único +/-0.05V. Solicitar dos contenedores adyacentes podría ser razonable. La mayoría de los distribuidores elegirán según la cantidad que ordene, a menos que especifique el impacto en el costo.

• VB1 2.9 3.0 < .
• CV1 3.0 3.1 < ...
• VA2 3.1 3.2 < más común para algunos proveedores.
• VB2 3.2 3.3 < más común para algunos proveedores.
• CV2 3.3 3.4 < ...
• VA3 3,4 3,5 < ..
• VB3 3.5 3.6 < .

http://edison-opto.com/en/product/plcc_2835_series

Las opciones de temperatura de color son fundamentales para la elección personal. el mio es 4000~4500K

Si tiene el espacio disponible y puede pagar las resistencias casi gratuitas, esta es una forma de asegurarse de tener un equilibrio de corriente entre las cadenas y minimizar el aumento de corriente en los LED adyacentes cuando uno falla. Elija las resistencias para dar suficiente voltaje para superar la diferencia máxima en el voltaje directo entre dos LED a la corriente máxima que uno podría esperar.

^{simular este circuito : esquema creado con CircuitLab}