No se puede encontrar un regulador de corriente/voltaje eficiente para encender los LED

Tengo una señal PWM RGB de ánodo común de 12 V y 4 pines que se usa para alimentar algunas tiras de LED, y me gustaría usarla para alimentar el LED de alta potencia RGB de 3 W Vollong VL-H01RGB00302 , que es básicamente un conjunto de 3 LED:

forward current and voltage:
  Red:          400mA, 2.5V
  Green, Blue:  350mA, 3.4V

Desafortunadamente, la disipación de calor sería un problema importante si simplemente usara resistencias: tal vez 10W desperdiciados como calor ((12V-2.5V) 400mA + 2 (12V-3.4V) * 350mA), lo que detesto hacer incluso con un disipador de calor. Lo probé en algunas resistencias de alta potencia y se pone muy caliente (ilusión de espejismo caliente).

En consecuencia, he estado buscando durante algunos meses un circuito controlador/regulador muy pequeño (quizás como máximo una pulgada cúbica) que sea muy eficiente y, por lo tanto, casi no produzca calor, y pueda alimentarse con 12 V sin necesidad de su propia fuente de alimentación. Imaginé que podría usar un regulador de voltaje o corriente de conmutación (u otro altamente eficiente, por ejemplo, 90-95% más de eficiencia, no lineal), y simplemente pretender que la señal PWM es la fuente de alimentación. (Supongo que funcionaría si tuviera un tiempo de encendido/apagado rápido y no tuviera capacitores anti-ondulación incorporados u otros mecanismos).

Preferiría un componente con pines largos que pueda doblar con cuidado y atornillar en un poste de unión, y algo con un cableado mínimo. Aunque el santo grial de esto sería un regulador de corriente, también he considerado un regulador de voltaje de 4.5V... pero eso aún obliga a uno a disipar algo así como 2W a través de las resistencias.

El problema es que no he podido encontrar un dispositivo de este tipo en ningún lado. Casi todas las hojas de especificaciones de los reguladores que veo ocultan su eficiencia (o no brindan la información necesaria para determinarla para varios rangos operativos). Los eficientes que he encontrado en las hojas de especificaciones de los que no puedo encontrar dónde hacer el pedido (buscar el nombre de la pieza no revela ningún lugar donde pueda comprarlos). También busqué convertidores DC-DC eficientes y no pude encontrar ninguno (excepto uno, que compré y que desafortunadamente no funcionaría con PWM).

Entonces mi pregunta sería: ¿ Cuál es la forma más fácil de hacer esto? ¿Son estos los componentes que estoy buscando? ¿Dónde se consiguen tales componentes?

(Podría hacer un circuito complicado tal vez que use el PWM como entrada para modular una nueva señal de 3.4V, pero tengo una experiencia mínima con diseños complicados, y debido a problemas de cableado (tengo que colgar esto), prefiero mantener el PWM RGB de ánodo común de 12 V y 4 pines como la única entrada eléctrica al sistema. Sin embargo, consideraría todas las soluciones simples).

electronics.stackexchange.com/questions/56819/… podría ayudar. Además, la razón por la que los reguladores "ocultan" su eficiencia es que la eficiencia es algo subjetivo, basado en el voltaje de entrada, el voltaje de salida, el consumo de corriente, la oscilación/filtrado, etc. Normalmente tienen gráficos que muestran cuál sería la eficiencia. . Algunos pueden ser del 95 %, cuando VIN - VOUT es 2~3 V al 80 % de corriente, o podría ser del 60 % en VIN-VOUT = 12 V al 20 % de consumo de corriente. No es una cantidad fija.
(Había visto la URL de Passerby anteriormente, pero desafortunadamente estaba más orientada a los detalles abstractos de alto nivel del diseño de dicho circuito).

Respuestas (2)

Intente usar un módulo SIP-3 de orificio pasante PT78ST106V-ND, es un regulador de conmutación integrado (ISR) de tres terminales de 1" x 1" que tiene protección interna contra cortocircuitos y sobretemperatura, así como una buena regulación de línea y carga.

http://www.digikey.com/product-detail/en/PT78ST106V/PT78ST106V-ND/323539

Número de salidas 1

Voltaje - Entrada (Min) 10V

Voltaje - Entrada (Máx.) 38V

Voltaje - Salida 1 6V

Voltaje - Salida 2 -

Voltaje - Salida 3 -

Corriente - Salida (Máx.) 1.5A

Aquí está el PDF http://www.ti.com/lit/ds/slts059a/slts059a.pdf

No creo que haya muchos reguladores de conmutación que funcionen bien cuando se les suministra alimentación de entrada PWM-ed...
Sin embargo, una búsqueda rápida mostró algunos dispositivos de conmutación que aún requieren una potencia de entrada algo constante, pero pueden ser controlados por PWM mediante una señal externa en un pin dedicado, consulte, por ejemplo, LT3492 .
Es bastante complicado encontrar paquetes a través de agujeros, he estado buscando el sitio de Linear. La mayoría de sus cosas más nuevas, como el LT3492 mencionado por Hanno, parecen una buena opción. Consulte también la página de búsqueda . Le sugiero que pruebe algunos de los paquetes TSSOP, ya que los paquetes DIP son más difíciles de conseguir en digi-key.
Lamentablemente, los factores de forma de Linear tenían aproximadamente 0,5 mm entre pines y requerían una fuente de alimentación separada (me imaginé que tal vez podría jugar un truco con un diodo y un capacitor a tierra para crear un Vin estable). El producto digikey vinculado en la respuesta estaba obsoleto y no estaba disponible en los lugares que verifiqué en línea. [continuado]
[continuación] Sin embargo, a partir de su terminología, busqué en Google through hole led current (regulator OR driver)y encontré un componente de factor de forma pequeño lanzado recientemente (?) Llamado sparkfun.com/products/9642 con solo Vin y Vout, que probablemente detecta automáticamente la corriente extraída y puede ser PWMed . Lo pedí y revisaré esta pregunta (posiblemente con una respuesta separada) si funciona. ¡Gracias!

La razón por la que los reguladores "ocultan" su eficiencia es que la eficiencia es algo subjetivo, basado en el voltaje de entrada, el voltaje de salida, el consumo de corriente, la oscilación/filtrado, etc. Normalmente tienen gráficos que muestran cuál sería la eficiencia. Algunos pueden ser del 95 %, cuando VIN - VOUT es 2~3 V al 80 % de corriente, o podría ser del 60 % en VIN-VOUT = 12 V al 20 % de consumo de corriente. No es una cantidad fija.

Encuentre una placa reguladora, busque el número de pieza del regulador y compruebe cuál sería la eficiencia de 12 V de entrada a 4 V de salida a 1,2 amperios.

En cuanto a lo que puede hacer, depende de su fuente de 12v. Si es como la mayoría de los controladores/fuentes de alimentación RGB comunes, los 12v no están regulados desde la fuente de alimentación, a través del ánodo común de la tira de LED, y luego van a 3 transistores o mosfets individuales. Eso es todo. El control PWM se realiza modulando el pin base de los transistores. La sección de control PWM tiene su propio regulador para bajarlo de la entrada de 12v a 5v o 3.3v dependiendo del circuito que usaron. Cosas bastante simples en realidad.

Sabiendo esto (y VERIFICANDO abriendo el controlador), podría usar un regulador de voltaje más pequeño, tal vez 7V (depende del regulador de la sección de control PWM), y trabajar desde allí. No necesitarías modificar mucho.

Otras opciones son usar tres del mismo LED en serie (ya que parece que el que publicaste tiene almohadillas individuales para cada color, no un ánodo común).

Otro problema es que está calculando la potencia incorrectamente (o no estoy entendiendo bien). Digamos que usa un regulador de hasta 4V. P = I * V. Para el LED rojo: VIN 4 V - 0,2 V Transistor Colector-Emisor en caída de saturación (nominal) - 2,5 V Caída de voltaje directo del LED = 1,3 V en la resistencia * 0,4 A = 0,52 W Para el azul y el verde , 4V - 0,2V - 3,4V = 0,4V * 0,35A = 0,14W (x2)

Eso es solo (0,52 + 0,14 + 0,14) 0,8 vatios en 3 resistencias. Usando resistencias de 1 vatio para cada uno, ni siquiera notará que se calientan.