Uso de LED en serie y paralelo

Estoy planeando construir 4 tiras de LED usando dos configuraciones 'blancas' diferentes (1+1 tira x 4). Los LED estarán alimentados por un controlador RGB-DALI regulable de voltaje constante de 24 V (hasta 5 A por canal). Mi idea es controlar las dos tiras (2700K y 5000K) usando el canal R y G y el modo PWM para atenuar. Dibujé y calculé el circuito necesario:ingrese la descripción de la imagen aquí

Las partes son ambas de esta serie. (LED blanco cálido 2700K, LED blanco frío 5000K). Las resistencias son estándar 1206 SMD. Mis cálculos para una iluminación objetivo de ~500 lm de rendimiento (para 2700 K):

20 × 23...26,5 yo metro = 460...530 yo metro

Para satisfacer los 24V, necesito dividir la tira en 4 caminos con 5 LED cada uno.

5 X V yo mi d = 5 × 2.8...3.3 V = 14...16,5 V

R pag r mi = V i norte − 5 × V yo mi d I L mi D = 24 V − 5 × 2.8...3.3 V 60 metro A = 125...166 Ω

Elegir un 180 Ω resistencia da una corriente efectiva de

I pag a t h = 41,6...55,5 ≤ I F o r w a r d

Por las cuatro tiras vendría a

PAG metro a X 1 ∼ 4 W

Ahora mis preguntas:

  • ¿Se necesitan más piezas (filtro, protección contra sobretensiones) para construir una aplicación LED? Parece demasiado simple para una fuente de luz decente.
  • ¿Es correcto mi cálculo? (El calor y la degradación prematura no deberían afectar mi circuito, ya que estoy por debajo de la corriente directa recomendada).
  • ¿Puede el envejecimiento tanto en el controlador como en los LED producir un estado en el que no se puedan producir los voltajes directos?
  • Si falla un LED en una ruta, se pierde toda la ruta, pero no se induce corriente en las otras rutas ya que el controlador regula el consumo. ¿Correcto?

Respuestas (1)

Un controlador LED de voltaje constante es atractivo por su capacidad para ejecutar varias cadenas en paralelo, pero esto tiene un costo.

La primera es la resistencia en serie en cada cadena. Esto se requiere aquí para dar cuenta de la variabilidad en los diodos V F , pero representa hasta el 40% de su consumo de energía ( ( 24 V − 14 V ) / 24 V ) . Esto es más calor, lo cual debe ser una consideración.

El calor puede causar una falla prematura, que es otra preocupación; toca la falla de circuito abierto, que cerrará ese camino, pero también debe considerar una falla de cortocircuito. Bajo voltaje constante, si un LED hace cortocircuito, los otros verán un voltaje más alto, consumiendo más corriente y generando más calor. Esto podría caer en cascada, a través de la transferencia de calor, por una cadena y a través de otras; En el peor de los casos, todo el voltaje de suministro se aplicaría a las resistencias en serie. Su suministro no ayudará, ya que 24 V / 180 Ω ∗ 4 = 0.53 A todavía está dentro de su capacidad; un fusible podría funcionar, pero sería complicado, especialmente en función de la temperatura, porque la corriente en el peor de los casos es solo el doble de la corriente operativa.

Un controlador de corriente constante elimina todo esto. Cualquier variación en V F se acomoda automáticamente, y la corriente controla directamente la salida de luz. Una falla de circuito abierto eliminará toda la cadena, pero una falla de cortocircuito no afectará el brillo o el consumo de energía (calor) de los otros elementos. Pero, en mi opinión, lo más importante es que se elimina la resistencia en serie, lo que hace que todo el producto sea más eficiente y disminuya la disipación de calor.

Un controlador de corriente constante requiere un canal por cadena, pero las cadenas pueden ser más largas y los otros beneficios probablemente valgan la pena.

¿También necesitaría una protección contra sobrecorriente como edn.com/protect-power-led-strings-from-overcurrent ? Si una ruta falla, las otras obtendrán la corriente por igual.
Esa protección contra sobrecorriente es para si coloca más de una cadena en un solo canal CC. Recomendaría 1 a 1, para que el controlador CC maneje esto.
La protección activa contra sobrecorriente puede ayudar a su circuito CV original a manejar el modo de falla de cortocircuito. Pero en realidad, eso es solo piratearlo para que se comporte más como CC; mejor empezar limpiamente con CC.
¿Puedo usar el mismo LED? ¿Necesito un controlador con exactamente 60 mA? ¿No es malo para el LED que se enciende constantemente a su máxima potencia?
Querrá algo cercano a 60 mA, principalmente porque el elemento se vuelve menos eficiente a medida que lo maneja con más fuerza (rendimientos decrecientes). No es ningún problema conducirlo a plena potencia siempre que mantengas la temperatura baja. Sin embargo, administrar ese flujo de calor es una preocupación importante. Es por eso que la mayoría de los productos LED usan una PCB térmica (núcleo de metal), básicamente soldando los LED directamente a un disipador de calor.
@v3xX Tenga en cuenta que la potencia total y la potencia máxima son muy diferentes. Su hoja de datos permite hasta 120 mA de corriente directa máxima, 150 mA pulsada, siempre que mantenga los requisitos de temperatura. Probablemente no sea una buena idea.
En conclusión: Tratar de usar solo una tira cerca de la corriente de operación del controlador (60mA en este caso).
En conclusión: Tratar de usar solo una tira cerca de la corriente de operación del controlador (60mA en este caso). Gestión del calor ya sea con corriente, PCB de aluminio o un entorno estable. Pedí un controlador CC y lo probaré. Dependiendo del rendimiento (principalmente calor y degradación), elegiré voltaje o corriente (inclinado a corriente)
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